เหตุผลในการก่อตัวของอิเล็กตรอนอิสระ
โดยทั่วไปอะตอมโลหะจะมีอิเล็กตรอนน้อยกว่าในชั้นนอกและนิวเคลียสก็น่าสนใจน้อยกว่า เมื่ออะตอมโลหะรวมกันเป็นผลึกโลหะอิเล็กตรอนชั้นนอกจะออกจากอะตอมแม่และกลายเป็นอิเล็กตรอนอิสระ อิเล็กตรอนอิสระจำนวนมากก่อตัวเป็นเมฆอิเล็กตรอน (หรือแก๊สอิเล็กตรอน) ภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้าภายนอกอิเล็กตรอนอิสระสามารถผ่านการเคลื่อนที่ของทิศทางเพื่อก่อให้เกิดกระแส
อิเล็กตรอนจะถูกดึงดูดโดยนิวเคลียสและเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ นิวเคลียส แรงดึงดูดของนิวเคลียสของอะตอมแบ่งออกเป็นความแข็งแกร่งและความอ่อนแอ เมื่ออะตอมที่แตกต่างกันสองตัวอยู่ใกล้กันภายใต้เงื่อนไขบางประการ (เช่นอุณหภูมิสูงขึ้น) ความเร็วของอิเล็กตรอนนอกนิวเคลียสจะถูกเร่งทำให้อิเล็กตรอนน่าสนใจมากขึ้น นิวเคลียสดึงดูดอดีตและปล่อยให้นิวเคลียสดั้งเดิมกลายเป็นอิเล็กตรอนอิสระ อีกเหตุผลหนึ่งก็คือเนื่องจากสภาพภายนอก (เช่นอุณหภูมิสูงขึ้น) ความสามารถของอิเล็กตรอนในการเคลื่อนย้ายจะดีขึ้น เนื่องจากความสามารถในการดึงดูดของนิวเคลียสของอะตอมถูกรับรู้ในช่วงหนึ่งอุณหภูมิจะเพิ่มพลังงานจลน์ของอิเล็กตรอนและเพิ่มความสามารถในการเคลื่อนที่ ด้วยความน่าจะเป็นที่แน่นอนการเคลื่อนที่ที่เกินขอบเขตความสนใจของนิวเคลียสอะตอมจะทำให้อิเล็กตรอนหลุดพ้นจากพันธะของนิวเคลียสของอะตอมและก่อตัวเป็นอิเล็กตรอนอิสระ เหตุผลเดิมเป็นของการเปลี่ยนแปลงทางเคมีหลังควรอยู่ในการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพเพราะไม่มีสารใหม่เกิดขึ้น แต่กระบวนการของการสร้างอิเล็กตรอนอิสระหลังเป็นสิ่งที่เชื่อมโยงปฏิกิริยากลางของปฏิกิริยาทางเคมีที่สมบูรณ์