Los metales como todos los elementos químicos están formados por átomos. Para
estudiarlos es útil considerar a los átomos como esferas rígidas. Así es posible hablar
del tamaño de los diferentes elementos refiriéndonos a su radio atómico. El tamaño de
los átomos se miden en unidades de Ångstrom, un Ångstrom es igual a 10E-8 cm, es decir,
un centímetro contiene 100 millones de Ångstroms. Mientras que un nanometro (nm)
es equivalente a 10E-9m; y para convertir de nanometros a angstrom (Å) es necesario
multiplicar el valor del nanometro por 10. Los átomos se deben encontrar en estado
sólido para adquirir un ordenamiento definido tridimensional, en tal caso se dice que
tienen una estructura cristalina y forman cristales. Éste es el caso de los metales. Sin
embargo algunos materiales pueden ser amorfos. Por ejemplo, el SiO₂ (dióxido de silicio),
que cuando es cristalino forma el cuarzo y cuando es amorfo forma el vidrio.

En el enlace iónico existía una transferencia de electrones y era no direccional. El enlace
covalente suponía la compartición de electrones, y era direccional. En el tercer tipo
de enlace primario, el enlace metálico, existe una distribución compartida de electrones
y es no direccional. En este caso, se dice que los electrones de valencia son electrones
deslocalizados, esto es, que la probabilidad de que estén asociados a uno cualquiera
de un gran número de átomos adyacentes es la misma. En los metales típicos, esta
deslocalización está asociada a todo el material, lo que da lugar a una nube, o gas, de
electrones. Este «gas» móvil es la base de la alta conductividad eléctrica de los metales.

Los sólidos cristalinos pueden adoptar alguna o algunas de las 14 estructuras posibles
de Bravais. Afortunadamente, el 90% de los metales cristalizan en solo tres estructuras:
la estructura cúbica centrada en el cuerpo, la estructura cúbica centrada en las caras y la
hexagonal compacta. Por brevedad y comodidad, es común referirse a estas estructuras
mediante las siglas bcc, fcc y hcp. Estas siglas provienen de los nombres en ingles “body
centered cubic” (bcc), “faced centered cubic” (fcc) y “hexagonal close packed” (hcp).
En la Figura 1.2 se ilustran los detalles de las estructuras, nótese que en ellas existen
huecos que pudieran ser ocupados por átomos de tamaño más pequeño.