मुक्त इलेक्ट्रॉनों के निर्माण के कारण
धातु के परमाणुओं में आम तौर पर बाहरी परत में कम इलेक्ट्रॉन होते हैं, और नाभिक उनके लिए कम आकर्षक होता है। जब धातु के परमाणु एक धातु क्रिस्टल बनाने के लिए गठबंधन करते हैं, तो बाहरी परत के इलेक्ट्रॉन मूल परमाणु को छोड़ देते हैं और मुक्त इलेक्ट्रॉन बन जाते हैं। कई, कई मुक्त इलेक्ट्रॉन एक इलेक्ट्रॉन बादल (या इलेक्ट्रॉन गैस) बनाते हैं। एक बाहरी विद्युत क्षेत्र की कार्रवाई के तहत, मुक्त इलेक्ट्रॉनों को एक धारा बनाने के लिए दिशात्मक आंदोलन से गुजरना पड़ सकता है।
इलेक्ट्रॉन नाभिक से आकर्षित होते हैं और नाभिक के चारों ओर घूमते हैं। परमाणु नाभिक का आकर्षण मजबूत और कमजोर में विभाजित है। जब दो अलग-अलग परमाणु एक-दूसरे के करीब होते हैं, तो कुछ शर्तों के तहत (जैसे तापमान में वृद्धि), नाभिक के बाहर इलेक्ट्रॉनों की गति तेज होती है, जिससे इलेक्ट्रॉनों को अधिक आकर्षक बनाया जाता है। नाभिक अतीत को आकर्षित करता है और एक स्वतंत्र इलेक्ट्रॉन बनाने के लिए मूल नाभिक को छोड़ देता है। एक और कारण यह है कि बाहरी परिस्थितियों (जैसे तापमान में वृद्धि) के कारण, इलेक्ट्रॉन की स्थानांतरित करने की क्षमता में सुधार होता है। चूंकि परमाणु नाभिक की आकर्षण क्षमता एक निश्चित सीमा के भीतर महसूस की जाती है, इसलिए तापमान इलेक्ट्रॉन की गतिज ऊर्जा को बढ़ाता है और गति करने की क्षमता को बढ़ाता है। एक निश्चित संभावना के साथ, परमाणु नाभिक के आकर्षण सीमा से परे आंदोलन इलेक्ट्रॉनों को परमाणु नाभिक के बंधन से बचने और एक मुक्त इलेक्ट्रॉन बनाने का कारण होगा। पूर्व कारण रासायनिक परिवर्तन से संबंधित है, बाद वाले को भौतिक परिवर्तन से संबंधित होना चाहिए, क्योंकि कोई नया पदार्थ नहीं बनता है, लेकिन बाद के मुक्त इलेक्ट्रॉन के निर्माण की प्रक्रिया पूरी तरह से रासायनिक प्रतिक्रिया का एक मध्यवर्ती प्रतिक्रिया लिंक है।