Hoe geleiden metalen elektriciteit?

Metalen geleiden elektriciteit heel goed dankzij hun unieke microstructuur. Dit komt door twee belangrijke eigenschappen:

1. Metaalrooster: In een metaal zitten de metaalatomen op vaste plekken gerangschikt in een regelmatig patroon, dat we een metaalrooster noemen. De atoomkernen (met daarin de positief geladen protonen) blijven op hun plek in dit rooster.
2. Vrije elektronen: De elektronen in de buitenste schil van metaalatomen zitten niet stevig vast aan één specifieke atoomkern. Ze zijn 'gedelokaliseerd' en kunnen vrij bewegen door het hele metaalrooster. Deze vrij bewegende elektronen worden ook wel 'geleidingselektronen' genoemd.

Wanneer er een spanningsverschil wordt aangelegd over een metaal (bijvoorbeeld door een batterij), worden deze vrije elektronen in één richting geduwd. De geordende beweging van deze elektronen door het metaalrooster is wat we elektrische stroom noemen. Omdat er veel van deze vrije elektronen zijn en ze gemakkelijk kunnen bewegen, kunnen metalen elektriciteit efficiënt geleiden.