自由電子の形成の理由
金属原子は一般に外層の電子が少なく、原子核はそれらに対してあまり魅力的ではありません。 金属原子が結合して金属結晶を形成すると、外層の電子は親原子を離れて自由電子になります。 多くの、多くの自由電子が電子雲（または電子ガス）を形成します。 外部電場の作用下で、自由電子は方向性のある運動を経て電流を形成します。
電子は原子核に引き付けられ、原子核の周りを移動します。 原子核の引力は強いものと弱いものに分かれます。 特定の条件下（温度上昇など）で2つの異なる原子が互いに接近すると、原子核の外側の電子の速度が加速され、電子がより引き付けられます。 核は過去を引き付け、元の核を離れて自由電子を形成します。 別の理由は、外部条件（温度上昇など）により、電子の移動能力が向上することです。 原子核の引力はある範囲内で実現されるため、温度は電子の運動エネルギーを高め、その運動能力を高めます。 ある確率で、原子核の引力範囲を超える動きは、電子を原子核の束縛から脱出し、自由電子を形成します。 前者の理由は化学変化に属し、後者は新しい物質が形成されないため物理変化に属するはずですが、後者の自由電子を形成するプロセスは完全な化学反応の中間反応リンクです。