Laidininkai ir izoliatoriai
Tai, kaip atomai susilieja, daro įtaką jų formuojamų medžiagų elektrinėms savybėms. Pavyzdžiui, medžiagose, kurias laiko metalinis ryšys, elektronai laisvai plūduriuoja tarp metalo jonų. Šie elektronai galės laisvai judėti, jei bus taikoma elektrinė jėga. Pvz., Jei vario viela yra pritvirtinta per akumuliatoriaus polius, elektronai tekės laido viduje. Taigi teka elektros srovė, o varis yra sakomas kaip laidininkas.
Vis dėlto elektronų srautas laidininko viduje nėra toks paprastas. Laisvas elektronas kurį laiką bus įsibėgėjęs, tačiau vėliau susidurs su jonu. Susidūrimo metu dalis elektronų įgytos energijos bus perkelta į joną. Dėl to jonas judės greičiau, o stebėtojas pastebės vielos temperatūros kilimą. Šis elektros energijos virsmas iš elektronų judesio į šilumos energiją vadinamas elektrine varža. Aukštos varžos medžiagoje viela greitai įkaista, nes teka elektros srovė. Mažos varžos medžiagoje, tokioje kaip varinė viela, didžioji energijos dalis išlieka judantiems elektronams, todėl medžiaga gerai perkelia elektros energiją iš vieno taško į kitą. Dėl puikios laidumo savybės ir palyginti mažos kainos varis dažniausiai naudojamas elektros instaliacijoje.
Medžiagose, tokiose kaip plastikas ir keramika, susidaro visiškai priešinga situacija, kurioje visi elektronai yra užfiksuoti joninėmis ar kovalentinėmis jungtimis. Kai tokio tipo medžiagos dedamos tarp akumuliatoriaus polių, srovė neateina - tiesiog nėra laisvų elektronų, judančių. Tokios medžiagos vadinamos izoliatoriais.
Magnetinės savybės
Medžiagų magnetinės savybės taip pat susijusios su elektronų elgesiu atomuose. Orbitoje esantis elektronas gali būti laikomas miniatiūrine elektros srovės kilpa. Pagal elektromagnetizmo dėsnius tokia kilpa sukurs magnetinį lauką. Kiekvienas elektronas, esantis orbitoje aplink branduolį, sukuria savo magnetinį lauką, o šių laukų suma, kartu su vidiniais elektronų ir branduolio laukais, nustato atomo magnetinį lauką. Jei visi šie laukai neišnyks, atomas gali būti laikomas mažu magnetu.
Daugelyje medžiagų šie atominiai magnetai nukreipti atsitiktinėmis kryptimis, kad pati medžiaga nebūtų magnetinė. Kai kuriais atvejais, pavyzdžiui, kai atsitiktinai orientuoti atominiai magnetai yra įstatomi į stiprų išorinį magnetinį lauką, jie išsirikiuoja ir sustiprina išorinį lauką procese. Šis reiškinys žinomas kaip paramagnetizmas. Kai kuriuose metaluose, tokiuose kaip geležis, interatominės jėgos yra tokios, kad atominiai magnetai išsidėsto per kelis tūkstančius atomų esančiuose regionuose. Šie regionai vadinami domenais. Įprastoje geležyje domenai yra orientuojami atsitiktine tvarka, todėl medžiaga nėra magnetinė. Jei geležis patenka į stiprų magnetinį lauką, domenai susilygins ir išliks iškloti net ir pašalinus išorinį lauką. Dėl to geležies gabalas įgis stiprų magnetinį lauką. Šis reiškinys žinomas kaip feromagnetizmas. Nuolatiniai magnetai gaminami tokiu būdu.
