Conductors i aïllants
La forma d’enllaçar els àtoms afecta les propietats elèctriques dels materials que formen. Per exemple, en els materials units per l'enllaç metàl·lic, els electrons suren fluixament entre els ions metàl·lics. Aquests electrons podran moure's si s'aplica una força elèctrica. Per exemple, si un fil de coure està unit a través dels pols d’una bateria, els electrons fluiran dins del fil. Així, un corrent elèctric flueix i es diu que el coure és un conductor.
No obstant això, el flux d'electrons a l'interior d'un conductor no és tan senzill. Un electró lliure s’accelerarà durant un temps, però després xocarà amb un ió. En el procés de col·lisió, part de l’energia adquirida per l’electró serà transferida a l’ió. Com a resultat, l'ió es mourà més ràpid i un observador notarà la pujada de la temperatura del fil. A aquesta conversió d’energia elèctrica procedent del moviment dels electrons a energia calorífica s’anomena resistència elèctrica. En un material d’alta resistència, el fil s’escalfa ràpidament a mesura que flueix el corrent elèctric. En un material de baixa resistència, com ara el fil de coure, la major part de l’energia queda amb els electrons en moviment, de manera que el material és bo per moure l’energia elèctrica d’un punt a l’altre. La seva excel·lent propietat conductor, juntament amb el seu cost relativament baix, és per això que el coure s’utilitza habitualment en el cablejat elèctric.
La situació exacta contrària s’obté en materials, com ara plàstics i ceràmics, en què tots els electrons queden tancats en enllaços iònics o covalents. Quan es col·loquen aquest tipus de materials entre els pols d’una pila, no hi ha fluxos de corrent, simplement no hi ha electrons lliures de moure’s. Aquests materials s’anomenen aïllants.
Propietats magnètiques
Les propietats magnètiques dels materials també estan relacionades amb el comportament dels electrons en els àtoms. Un electró en òrbita es pot pensar com un bucle en miniatura de corrent elèctric. Segons les lleis de l'electromagnetisme, aquest llaç crearà un camp magnètic. Cada electró en òrbita al voltant d’un nucli produeix el seu propi camp magnètic, i la suma d’aquests camps, juntament amb els camps intrínsecs dels electrons i el nucli, determina el camp magnètic de l’àtom. Tret que tots aquests camps s’anul·lin, l’àtom pot ser considerat com un imant minúscul.
En la majoria de materials, aquests imants atòmics apunten en direccions aleatòries, de manera que el material en si no és magnètic. En alguns casos, per exemple, quan els imants atòmics orientats aleatòriament se situen en un fort camp magnètic extern, s’alineen, enfortint el camp extern del procés. Aquest fenomen es coneix com a paramagnetisme. En alguns metalls, com el ferro, les forces interatòmiques són tals que els imants atòmics s'alineen sobre les regions a uns quants milers d'àtoms a través. Aquestes regions s’anomenen dominis. Al ferro normal, els dominis s’orienten de forma aleatòria, de manera que el material no és magnètic. Si es posa ferro en un camp magnètic fort, els dominis s'aniran alineant i es mantindran alineats fins i tot després de retirar el camp extern. Com a resultat, la peça de ferro adquirirà un fort camp magnètic. Aquest fenomen es coneix amb el nom de ferromagnetisme. D’aquesta manera es fan imants permanents.
