Brīvo elektronu veidošanās iemesli
Metāla atomiem ārējā slānī parasti ir mazāk elektronu, un kodols tiem ir mazāk pievilcīgs. Kad metāla atomi apvienojas, veidojot metāla kristālu, ārējā slāņa elektroni atstāj sākotnējo atomu un kļūst par brīvajiem elektroniem. Daudzi, daudzi brīvie elektroni veido elektronu mākoni (vai elektronu gāzi). Ārējā elektriskā lauka ietekmē brīvie elektroni var iziet virziena virzienā, veidojot strāvu.
Kodolus piesaista elektroni un pārvietojas pa kodolu. Atomu kodolu pievilcība ir sadalīta stiprajos un vājajos. Kad divi dažādi atomi atrodas tuvu viens otram, noteiktos apstākļos (piemēram, temperatūras paaugstināšanās) ārpus kodola tiek palielināts elektronu ātrums, padarot elektronus pievilcīgākus. Kodols piesaista pagātni un atstāj sākotnējo kodolu, veidojot brīvu elektronu. Vēl viens iemesls ir tāds, ka ārēju apstākļu dēļ (piemēram, temperatūras paaugstināšanās) uzlabojas elektronu spēja pārvietoties. Tā kā atomu kodolu pievilcība tiek realizēta noteiktā diapazonā, temperatūra palielina elektronu kinētisko enerģiju un palielina tā spēju pārvietoties. Ar noteiktu varbūtību, ka kustība ārpus atoma kodola pievilcības diapazona liks elektroniem izkļūt no atoma kodola saites un veidos brīvu elektronu. Pirmais iemesls ir ķīmiskās izmaiņas, pēdējam vajadzētu piederēt fiziskām izmaiņām, jo jauna viela neveidojas, bet pēdējā brīvā elektrona veidošanās process ir tieši pilnīgas ķīmiskās reakcijas starpposma saite.