Razones para la formación de electrones libres.
Los átomos metálicos generalmente tienen menos electrones en la capa externa, y el núcleo es menos atractivo para ellos. Cuando los átomos metálicos se combinan para formar un cristal metálico, los electrones de la capa externa salen del átomo padre y se convierten en electrones libres. Muchos, muchos electrones libres forman una nube de electrones (o gas de electrones). Bajo la acción de un campo eléctrico externo, los electrones libres pueden experimentar un movimiento direccional para formar una corriente.
Los electrones son atraídos por el núcleo y se mueven alrededor del núcleo. La atracción de los núcleos atómicos se divide en fuertes y débiles. Cuando dos átomos diferentes están cerca uno del otro, bajo ciertas condiciones (como el aumento de la temperatura), la velocidad de los electrones fuera del núcleo se acelera, lo que hace que los electrones sean más atractivos. El núcleo atrae el pasado y deja el núcleo original para formar un electrón libre. Otra razón es que debido a las condiciones externas (como el aumento de la temperatura), se mejora la capacidad de movimiento del electrón. Dado que la capacidad de atracción de los núcleos atómicos se realiza dentro de un cierto rango, la temperatura aumenta la energía cinética del electrón y aumenta su capacidad de movimiento. Con una cierta probabilidad, el movimiento más allá del rango de atracción del núcleo atómico hará que los electrones escapen de la esclavitud del núcleo atómico y formen un electrón libre. La primera razón pertenece al cambio químico, la segunda debe pertenecer al cambio físico, porque no se forma una nueva sustancia, pero el proceso de formar el último electrón libre es exactamente un enlace de reacción intermedia de una reacción química completa.