大多数金属表面上的点阵类型与体相的类型是一致的，即表面单胞等于体相单胞在表面的投影，或为（1X1）表面结构。但是表面使原子的周期排列受到破坏，尤其在表面吸附物质的作用下，表面的键合作用难免会重新调整以达到平衡，即导致原子的重排。不过，重排的机理还不定论，下面仅介绍几种说法。

1. 表面弛豫作用

当某一表面形成时，为了降低体系的能量，表面原子移到一个新的稳定的平衡位置。因此改变了最表层与第二层的间距，形成带有折皱的周期起伏的表面。这种移动称为弛豫作用。移动后的表面不仅改变了层间距，键角同时也发生了变化，但表面原子的最近邻数目和转动对称性则未变。实验结果表明根据晶体势能的种类和表面定向的不同，最外表面的移动距离可以为体相层间距的百分之几到十几。随着深度的增加，很快地恢复为正常的层间距。通常所观察到的大部是层间距的缩短即负弛豫，但是，理论上认为膨胀即正弛豫也是有可能的，并且实际中也观察到这种情况。例如，纯铝的表面为（110）面时，会有3%～5%的负弛豫。纯铜的表面为（110）面时，会有20%的正弛豫。理论计算弛豫作用时，一般是假定原子平面作为一个整体在垂直表面的方向移动。Cheng等曾证明某些体心立方金属的表面，其弛豫的正负自表向内可能交替地改变，即自外向内的几个表面原子层的层间距是收缩、膨胀交替地变化的。

表面原子处于各向异性的环境，在垂直表面方向，一边为原子，另一边可看作是空穴（真空）。固此对于弛豫作用可以从体相形成空穴时，空穴旁边的一个原子的行为近似地来理解。当将一个体相原子从其内部平衡位置移至气相，体相内该位置就变成了一个空穴，这时空穴周围的原子必将松弛，也就是说将向空穴作稍许移动，因为在空穴方向原来原子的排斥能现在取消了。所以空穴形成自由能小于将一固体破碎成为彼此无限分开的一个个原子所需要的内聚能，因为该空穴形成的自由能部分地被围绕此空穴的晶格弛豫所补偿。因而弛豫作用的大小可以从晶体的内聚能和空穴形成自由能之差加以估计。

负弛豫较方便的解释是将一个晶体劈裂成新表面时，表面原子原来的成键电子会部分地从断开的键移到未断的键上去，从而使未断键增强，因此会减少键长。不过，一旦有被吸附的原子存在，键长的变化应减少或消失。事实也是如此，弛豫作用对杂质、缺陷、外来吸附很敏感。

正弛豫的简单解释是，由于表面原子间的键合力比较相弱，表面原子的热振动频率会降低，使振幅增大，从而推断表面原子会发生重组，重组后的点阵常数大于体相。

可以用Si（111）面重组说明弛豫现象。LEED衍射图像表明Si在超高真空中劈裂的新表面的结构为（2x1），升温到400℃才变为（1x1），对于Si（111）-（2x1）结构，用Haneman提出的表面折皱模型能够得到很好的解释。硅属于金刚石结构，体相中每一个原子形成四个共价键（用sp3杂化轨道）而Si（111）表面原子只有三个最近邻。剩下的悬空键则倾向于变为更加类Po这时表面原子改为sp2杂化轨道与周围三个原子键合，并尽量与这三个原子保持在一平面上，这就意味着表面原子向原子的第二个平面移动，从而引起侧面的力作用在第二层原子上，假如表面另外原子稍许升起一点，此力可抵消。结果使得表面原子交替升起和降落形成稍许折皱的表面结构，即产生了一个（2x1）表面结构。

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