Provodniki in izolatorji
Način povezanosti atomov vpliva na električne lastnosti materialov, ki jih tvorijo. Na primer, v materialih, ki jih drži kovinska vez, elektroni lebdejo med kovinskimi ioni. Ti elektroni se bodo lahko premikali, če bomo uporabili električno silo. Če je na primer bakrena žica pritrjena čez drogove baterije, bodo elektroni stekli znotraj žice. Tako teče električni tok, baker pa naj bi bil prevodnik.
Tok elektrona znotraj prevodnika ni ravno tako preprost. Prosti elektron bo nekaj časa pospešen, vendar bo nato trčil z ionom. V postopku trčenja se bo del energije, ki jo pridobi elektron, prenesel na ion. Zaradi tega se bo ion hitreje premikal, opazovalec pa bo opazil dvig temperature žice. To pretvorbo električne energije iz gibanja elektronov v toplotno energijo imenujemo električni upor. V materialu z visoko odpornostjo se žica hitro segreva, ko teče električni tok. V materialu z nizko odpornostjo, kot je bakrena žica, večina energije ostane s premikajočimi se elektroni, zato je material dober pri premikanju električne energije iz ene točke v drugo. Njegova odlična prevodna lastnost, skupaj s sorazmerno nizkimi stroški, je zato baker pogosto uporabljen pri električnem ožičenju.
V materialih, kot sta plastika in keramika, so v nasprotju s temi materiali, v katerih so elektroni zaklenjeni v ionske ali kovalentne vezi. Ko so tovrstni materiali nameščeni med drogove akumulatorja, tok ne teče - preprosto ni elektronov, ki bi se lahko premikali. Takšni materiali se imenujejo izolatorji.
Magnetne lastnosti
Magnetne lastnosti materialov so povezane tudi z obnašanjem elektronov v atomih. Elektrona v orbiti lahko predstavljamo kot miniaturno zanko električnega toka. Po zakonih elektromagnetizma bo takšna zanka ustvarila magnetno polje. Vsak elektron v orbiti okoli jedra proizvede svoje magnetno polje in vsota teh polj skupaj z lastnimi polji elektronov in jedra določa magnetno polje atoma. Če vsa ta polja ne prekličejo, je atom mogoče misliti kot majhen magnet.
V večini materialov ti atomski magneti kažejo v naključne smeri, tako da material sam ni magnetni. V nekaterih primerih - na primer, ko so naključno usmerjeni atomski magneti nameščeni v močno zunanje magnetno polje - se ti vrstijo, tako da v procesu krepijo zunanje polje. Ta pojav je znan kot paramagnetizem. V nekaj kovinah, kot je železo, so interatomske sile take, da se atomski magneti postavijo čez regije, ki so čez nekaj tisoč atomov. Te regije imenujemo domene. V običajnem železu so domene usmerjene naključno, zato material ni magnetni. Če bomo železo postavili v močno magnetno polje, pa se bodo domene postavile v vrsto in bodo ostale obložene tudi po odstranitvi zunanjega polja. Kot rezultat, bo kos železa pridobil močno magnetno polje. Ta pojav je znan kot feromagnetizem. Trajni magneti so narejeni na ta način.
