Umwandlungen im festen Zustand

Die Kristallstruktur eines Metalls muß nicht notwendigerweise bei allen Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes stabil sein. Das rührt daher, daß ein Metall diejenige Kristallstruktur einnimmt, die der geringsten freien Enthalpie entspricht, auch wenn andere Kristallstrukturen nur eine geringfügig höhere Energie besitzen. Letzteres ist sogar fast immer der Fall: die Bindungsenergie E0 eines Metalls wird nur sehr wenig von seiner Atomanordnung bestimmt. Zum Beispiel macht die Umwandlungswärme des Natriums von der krz zur hexagonalen Struktur (bei 36 K) nur E₀/1000 aus. Die Hauptbeiträge der Bindung werden durch die Elektronenstruktur bestimmt, wobei kleine Anderungen zu einer Instabilität der Kristallstruktur führen können, z.B. durch innere Felder beim Ferromagnetismus. Letzteres ist der Grund für die ferromagnetische krz-Struktur des Eisens (α-Fe) bei niedrigen Temperaturen.