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金属晶体中原子的结合可视为共价键与传统金属键的混合，即电子处于电子对键与自由电子键之间的共振态。将电子自旋参数从波函中分离出来，可以近似地研究电子自旋对晶体的影响。从海森堡哈密顿出发分析了电子自旋的分布状态，结果表明对于纯金属而言。电子的交换作用是决定晶体结构的最重要因素之一，由此可以理解金属为何会有ＢＣＣ，ＨＣＰ及ＦＣＣ等晶体结构。