Motive pentru formarea electronilor liberi
Atomii metalici au, în general, mai puțini electroni în stratul exterior, iar nucleul este mai puțin atractiv pentru ei. Când atomii de metal se combină pentru a forma un cristal de metal, electronii stratului exterior părăsesc atomul părinte și devin electroni liberi. Mulți, mulți electroni liberi formează un nor de electroni (sau gaz de electroni). Sub acțiunea unui câmp electric extern, electronii liberi pot suferi mișcare direcțională pentru a forma un curent.
Electronii sunt atrași de nucleu și se mișcă în jurul nucleului. Atracția nucleelor atomice este împărțită în puternice și slabe. Când doi atomi diferiți sunt aproape unul de altul, în anumite condiții (cum ar fi creșterea temperaturii), viteza electronilor din afara nucleului este accelerată, ceea ce face ca electronii să fie mai atractivi. Nucleul atrage trecutul și lasă nucleul original pentru a forma un electron liber. Un alt motiv este că, datorită condițiilor externe (cum ar fi creșterea temperaturii), capacitatea de mișcare a electronului este îmbunătățită. Deoarece capacitatea de atracție a nucleelor atomice este realizată într-un anumit interval, temperatura crește energia cinetică a electronului și își mărește capacitatea de mișcare. Cu o anumită probabilitate, mișcarea dincolo de domeniul de atracție al nucleului atomic va face ca electronii să scape din legătura nucleului atomic și să formeze un electron liber. Primul motiv aparține schimbării chimice, cel de-al doilea ar trebui să aparțină schimbării fizice, deoarece nu se formează nicio substanță nouă, dar procesul de formare a celui din urmă electron liber este exact o legătură de reacție intermediară a unei reacții chimice complete.