Metale
Pozostałym głównym rodzajem ciała stałego jest metal. Metal charakteryzuje się połyskiem, łatwością, z jaką może być zdeformowany (a nie roztrzaskany) przez uderzenie młotkiem, oraz wysoką przewodnością elektryczną i cieplną. Metale mają też zwykle większą gęstość niż inne rodzaje ciał stałych. Punktem wyjścia dla teorii struktury metali jest postrzeganie ich jako składających się z kationów atomów metalu osadzonych w morzu utworzonym przez odrzucone elektrony walencyjne. Ruchliwość tych elektronów odpowiada za mechaniczne, optyczne i elektryczne właściwości metali. Kuliste kationy mogą ściśle przylegać do siebie, a mimo to powstają lokalnie neutralne zespoły elektryczne. Dzieje się tak z powodu zdolności elektronów do rozprzestrzeniania się pomiędzy kationami i neutralizowania ich ładunków niezależnie od tego, jak blisko siebie są upakowane. Bliskość upakowania atomów odpowiada za wysoką gęstość metali.
W kontekście teorii wiązań chemicznych, metal jest jedną niezwykle dużą cząsteczką homonuklearną. (Dla alternatywnego punktu widzenia, patrz kryształ.) Jeśli próbka metalu sodu jest uważany za składający się z n atomów sodu, gdzie każdy atom ma orbital 3s do wykorzystania w konstrukcji orbitali molekularnych i każdy atom dostarcza jeden elektron do wspólnej puli, a następnie z tych n orbitali atomowych n orbitali molekularnych mogą być skonstruowane. Każdy orbital ma charakterystyczną energię, a zakres energii rozpiętych przez n orbitali jest skończony, niezależnie od tego, jak duża jest wartość n. Jeżeli n jest bardzo duże, wynika z tego, że rozdzielenie energii pomiędzy sąsiednimi orbitalami molekularnymi jest bardzo małe i zbliża się do zera, gdy n zbliża się do nieskończoności. Orbitale molekularne tworzą wtedy pasmo energii. Inne podobne pasmo może być utworzone przez nałożenie się orbitali 3p atomów, ale istnieje znaczna przerwa między pasmami, tj. region energii, w którym nie ma orbitali molekularnych, pomiędzy tymi dwoma pasmami.
Ale chociaż pasmo 3s jest praktycznie ciągłe, w rzeczywistości składa się z n dyskretnych orbitali molekularnych, z których każdy, zgodnie z zasadą wyłączenia Pauliego, może zawierać dwa sparowane elektrony. Wynika z tego, że pasmo 3s sodu, które jest zajęte przez pulę n elektronów, jest wypełnione tylko w połowie. Są puste orbitale molekularne bezpośrednio powyżej najwyższych orbitali wypełnionych, i to jest łatwe dla perturbacji, takich jak przyłożona różnica potencjałów lub oscylujące pole elektromagnetyczne światła, aby przenieść elektrony do tych niezajętych poziomów. Stąd, elektrony są bardzo mobilne i mogą przewodzić prąd elektryczny, odbijać światło, przekazywać energię i szybko migrować do nowych miejsc, gdy kationy są przesuwane przez młotkowanie.
Pełna teoria struktury metali jest wysoce technicznym tematem (tak jak pełne teorie innych tematów omawianych tutaj). To krótkie wprowadzenie ma na celu jedynie pokazanie, że idee teorii orbitali molekularnych mogą być naturalnie rozszerzone w celu uwzględnienia ogólnych cech struktury i właściwości ciał stałych.