Razlozi za stvaranje slobodnih elektrona
Metalni atomi uglavnom imaju manje elektrona u vanjskom sloju, a jezgra im je manje privlačna. Kada se atomi metala kombiniraju da formiraju metalni kristal, elektroni vanjskog sloja napuštaju matični atom i postaju slobodni elektroni. Mnogi, mnogi slobodni elektroni tvore oblak elektrona (ili elektrona). Pod djelovanjem vanjskog električnog polja slobodni elektroni mogu proći usmjereno kretanje kako bi tvorili struju.
Elektrone privlači jezgro i kreću se oko jezgra. Privlačnost atomskih jezgara dijeli se na jaka i slaba. Kada su dva različita atoma blizu jedan drugom, u određenim uvjetima (kao što je porast temperature), ubrzava se brzina elektrona izvan jezgre, što elektrone čini privlačnijima. Jezgro privlači prošlost i ostavlja izvorno jezgro da stvara slobodni elektron. Drugi razlog je taj što se zahvaljujući vanjskim uvjetima (kao što je porast temperature) poboljšava sposobnost elektrona za kretanje. Budući da se privlačna sposobnost atomskih jezgara ostvaruje u određenom rasponu, temperatura povećava kinetičku energiju elektrona i povećava njegovu sposobnost kretanja. S određenom vjerovatnoćom, kretanje izvan raspona privlačenja atomskog jezgra uzrokovat će da elektroni pobjegnu iz vezivanja atomskog jezgra i formiraju slobodan elektron. Prvi razlog pripada kemijskoj promjeni, drugi treba pripadati fizičkoj promjeni, jer se ne formira nova supstanca, ali postupak formiranja potonjeg slobodnog elektrona upravo je međuproizvodna veza kompletne kemijske reakcije.