Проводници и изолатори
Начинът, по който атомите се свързват заедно, влияе върху електрическите свойства на материалите, които образуват. Например, в материали, държани заедно от металната връзка, електроните плават свободно между металните йони. Тези електрони ще бъдат свободни да се движат, ако се приложи електрическа сила. Например, ако меден проводник е прикрепен през полюсите на батерията, електроните ще потекат вътре в жицата. Така тече електрически ток, а за медта се казва, че е проводник.
Потокът на електрони вътре в проводник обаче не е толкова прост. Свободният електрон ще бъде ускорен за известно време, но след това ще се сблъска с йон. В процеса на сблъскване част от енергията, придобита от електрона, ще бъде прехвърлена на йона. В резултат на това йонът ще се движи по-бързо и наблюдател ще забележи повишаването на температурата на жицата. Това преобразуване на електрическа енергия от движението на електроните в топлинна енергия се нарича електрическо съпротивление. В материал с високо съпротивление, жицата се загрява бързо, докато тече електрически ток. В материал с ниско съпротивление, като медна тел, по-голямата част от енергията остава с подвижните електрони, така че материалът е добър в преместването на електрическа енергия от една точка в друга. Неговото отлично провеждащо свойство, заедно със сравнително ниската му цена, е защо медта обикновено се използва в електрическото окабеляване.
Точно обратната ситуация се получава в материали като пластмаса и керамика, в които всички електрони са заключени в йонни или ковалентни връзки. Когато тези материали се поставят между полюсите на батерията, ток не тече - просто няма свободни електрони да се движат. Такива материали се наричат изолатори.
Магнитни свойства
Магнитните свойства на материалите са свързани и с поведението на електроните в атомите. Електрон в орбита може да се мисли като миниатюрен контур на електрически ток. Според законите на електромагнетизма такъв цикъл ще създаде магнитно поле. Всеки електрон в орбита около ядро произвежда собствено магнитно поле, а сумата от тези полета, заедно с вътрешните полета на електроните и ядрото, определя магнитното поле на атома. Ако всички тези полета не се отменят, атомът може да се мисли като мъничък магнит.
В повечето материали тези атомни магнити сочат в произволни посоки, така че самият материал да не е магнитен. В някои случаи - например, когато атомните магнити са произволно поставени в силно външно магнитно поле - те се подреждат, засилвайки външното поле в процеса. Това явление е известно като парамагнетизъм. В няколко метала, като желязо, междутомните сили са такива, че атомните магнити се подреждат над региони с няколко хиляди атома. Тези региони се наричат домейни. В нормалното желязо домейните са ориентирани произволно, така че материалът не е магнитен. Ако желязото бъде поставено в силно магнитно поле обаче, домейните ще се подредят и те ще останат подредени дори след отстраняване на външното поле. В резултат на това парчето желязо ще придобие силно магнитно поле. Това явление е известно като феромагнетизъм. По този начин се правят постоянни магнити.
