Vezetékek és szigetelők
Az atomok egymáshoz kötésének módja befolyásolja az általuk létrehozott anyagok elektromos tulajdonságait. Például a fémkötés által tartott anyagokban az elektronok lazán lebegnek a fémionok között. Ezek az elektronok szabadon mozoghatnak, ha elektromos erőt alkalmaznak. Például, ha egy rézvezetéket rögzítenek az akkumulátor pólusaira, akkor az elektronok a huzal belsejében áramlanak. Így egy elektromos áram folyik, és a rézről azt mondják, hogy vezetője.
Az elektronok áramlása a vezetőn belül azonban nem annyira egyszerű. A szabad elektron egy ideig gyorsul, de azután összeütközik egy ionnal. Az ütközési folyamat során az elektron által megszerzett energia egy része az ionra kerül. Ennek eredményeként az ion gyorsabban mozog, és egy megfigyelő észreveszi a huzal hőmérsékletének emelkedését. Ezt az elektromos energiát az elektronok mozgása hőenergiává történő átalakítását elektromos ellenállásnak nevezzük. Nagy ellenállású anyagban a huzal gyorsan felmelegszik, amikor áram áramlik. Alacsony ellenállású anyagban, például a rézhuzalban, az energia legnagyobb része a mozgó elektronokon marad, tehát az anyag jó az elektromos energia egyik pontból a másikba történő mozgatásához. Kiváló vezető tulajdonsága és viszonylag alacsony költségei miatt a rézet általában használják az elektromos vezetékeknél.
Pontosan ellentétes helyzet fordul elő olyan anyagokban, mint a műanyagok és a kerámiák, amelyekben az elektronok mind ion- vagy kovalens kötésekbe vannak rögzítve. Amikor ilyen típusú anyagokat helyeznek el az akkumulátor pólusai között, nem áramlik áram - egyszerűen nincsenek szabadon mozgó elektronok. Az ilyen anyagokat szigetelőknek nevezzük.
Mágneses tulajdonságok
Az anyagok mágneses tulajdonságai az atomok elektron viselkedésével is összefüggnek. A pályán lévő elektronok miniatűr elektromos áramkörnek tekinthetők. Az elektromágnesesség törvényei szerint egy ilyen hurok mágneses mezőt hoz létre. Egy atom körül körül keringő elektronok saját mágneses mezőt hoznak létre, és ezeknek a mezőknek az összege, az elektronok és a mag belső tereivel együtt meghatározza az atom mágneses mezőjét. Ha ezen mezők mindegyike sem törlődik, akkor az atom apró mágnesnek tekinthető.
A legtöbb anyagban ezek az atommágnesek véletlenszerű irányba mutatnak, így maga az anyag nem mágneses. Egyes esetekben - például ha véletlenszerűen orientált atommágneseket erős külső mágneses mezőbe helyeznek - sorba állnak, erősítve a külső mezőt a folyamatban. Ezt a jelenséget paramagnetizmusnak nevezik. Néhány fémből, például a vasból, az interratomikus erők olyan nagyok, hogy az atommágnesek néhány ezer atom átmérőjű területeken helyezkednek el. Ezeket a régiókat doméneknek nevezzük. Normál vasban a domének véletlenszerűen vannak orientálva, tehát az anyag nem mágneses. Ha a vasat erős mágneses mezőbe helyezik, akkor a domének felsorakoznak, és még a külső mező eltávolítása után is sorakoznak. Ennek eredményeként a vasdarab erős mágneses teret fog elérni. Ezt a jelenséget ferromagnetizmusnak nevezik. Az állandó mágnesek így készülnek.
