It is well known to us that…众所周知原子由质子、中子和电子组成。原子的中心质量由质子和中子组成，电子按轨道旋转。原子中质子、中子和电子的数量和排列决定了一种元素的物理、化学和电学性质。一个原子中质子、中子和电子的数目和排列统称为元素原子的结构。这种结构也称为原子结构。
碳和铜的原子结构不一样，这就是碳和铜的性质不同的原因。让我们来研究一下铜原子的结构。它有29个电子。第一轨道由两个电子组成，第二轨道由8个电子组成，第三轨道由18个电子组成。第四轨道或最外层轨道由29 - 28或1个电子组成。电子是最重要的研究细节，因为电子工程是基于电子的不同行为。
电子是带负电荷的非常微小的几乎无质量的粒子。一个电子的电荷是1。602×10- 19库仑。电子的质量是9×10- 31日公斤。电子的电荷质量比是1。602×10- 19/ 9×10- 31日或者说1。71×1011coloumb /公斤。这一比率证明了电子的电荷与其质量相比要高得多。这使得电子具有极强的移动性，并受到极大的影响电场和磁场。
电子绕原子核运动时，会产生两种能量。一个是由电子运动产生的动能。另一种是由电子和原子核的电荷所产生的势能。与一个电子相关的总能量，是这两种能量的总和。外层轨道电子的能量比内层轨道电子的能量大。很明显，在最外层轨道上运动的电子具有最高的能量。这就是为什么在最后一个轨道或最外层轨道上的电子在表示一种元素的物理、化学和电学性质方面起着至关重要的作用。
价电子
我们都知道an的最外层原子处理最多8个电子。所以一个原子的最大价电子数不能超过8个。在本文中，我们将集中讨论元素的电学性质，并尝试观察电学性质是如何由最外层价电子的数量决定的。
电导率和价电子
通过导电性在美国，元素被分为三组。
导体
所有金属物质都是电的良导体。如果我们观察任何金属元素的电子排布，我们会发现它最外层的电子少于4个，这意味着它的价电子少于4个。最常用的导电材料是铝，它有三个价电子，另一个金属导体是镁，它有两个价电子。最广为人知的导体是铜，而铜原子只有一个导体价电子。
半导体
当一种元素的价电子数为4时，该元素将具有纯金属的性质，只有非金属元素。这些元素和材料的性质介于金属和非金属之间。元素或材料不能导电电流它们就像导体一样高效，同时又不能阻挡通过它们的电流。这些有四个价电子的元素的导电性适中，既不好也不坏。这些元素或材料被称为半导体。碳、硅和锗都是半导体元素，它们的原子中恰好有四个价电子。
绝缘体
当价电子的数量原子大于4时，元素表现为非金属。非金属是电的不良导体。这些元素和由这些元素组成的材料叫做绝缘体或绝缘材料。绝缘体的三个著名例子是氮、硫和氖。
- 氮有5个价电子
- 硫有6个价电子
- 氖有8个价电子。
自由电子
所有元素的电子处理的能量都不相同。金属元素的价电子能比非金属元素的价电子能大。如果一个价电子它具有高能量，与母原子有密切的联系。外力的轻微影响可以轻易地使电子脱离其轨道。这些松散附着或分离的电子可以自由地以随机运动的方式进入金属晶体。这些自由随机移动的价电子叫做自由电子。这些分离的自由电子向特定方向的运动导致了电流在一个导体。因此,导电性材料的弹性取决于材料中自由电子的行为。
即使在室温下，金属导体晶体中也有大量的自由电子。当我们应用a潜在的差异导线由于受静电力的影响或由于受静电的影响电场自由电子向电位的正极移动。自由电子的运动和它们的局部随机运动在导体中产生电流。
纯理想绝缘体在室温下没有自由电子，因此不允许电流通过。换句话说，由于缺少自由电子绝缘子如果没有，就不会有当前的当我们在绝缘子上施加电位差时，它就会产生。
半导体在室温下只有很少的自由电子所以当我们施加a时半导体会有很小的电流通过潜在的差异在它。
