أسباب تشكيل الإلكترونات الحرة
عدد الإلكترونات الخارجية من الذرات المعدنية هو صغير عموما، وجاذبية النوى الذرية ضعيفة. عندما تتجمع الذرات المعدنية لتشكيل الكريستال المعدني، فإن الإلكترونات الخارجية تنحرف عن الذرة الأم وتصبح إلكترونات حرة. العديد من الإلكترونات الحرة تشكل سحابة إلكترونية (أو غاز إلكترون). تحت العمل من حقل كهربائي خارجي، الإلكترونات الحرة يمكن أن تخضع لحركة اتجاهية لتشكيل تيار.