금속의 결정 구조는 금속 원자들이 공유 전자쌍을 형성하여 금속 결합을 만들어냅니다. 이러한 결합은 금속 구조 전체에 걸쳐 높은 형태의 대칭성을 갖고 있습니다. 따라서 금속의 결정 구조는 금속 입자들이 어떠한 방향으로도 자유롭게 움직일 수 있도록 만듭니다.
또한, 금속에서 전자는 자유 전자로 존재합니다. 이러한 자유 전자는 금속 입자들 사이를 자유롭게 움직일 수 있으며, 따라서 전기가 흐르도록 만듭니다. 이와 같은 자유 전자의 움직임은 열에 의해 금속 입자들이 진동하면서 전달되는 열에도 영향을 미치며, 열 전달도를 높여줍니다.
금속은 내부 원자핵 주변에 결합력이 약해 자유롭게 움직일 수 있는 자유 전자가 빽빽하게 존재하는 금속 결합 구조를 이루고 있어 열과 전기를 매우 잘 전달합니다. 전기가 통할 때는 외부에서 전압이 걸리면 자유 전자들이 일제히 음극에서 양극으로 빠르게 이동하면서 전하를 수송하여 뛰어난 전기 전도성을 나타냅니다 열이 전달될 때는 금속의 한쪽 끝에 열을 가하면 그 지역의 자유 전자와 원자들이 활발하게 진동하며 운동 에너지를 얻고 이 에너지를 자유 전자의 이동과 인접 원자 격자의 진동을 통해 반대편으로 빠르게 전달합니다 구리 전선이 전력을 손실 없이 보내는 전선으로 쓰이고 알루미늄이나 은으로 만든 냄비가 음식을 빠르게 익히는 것이 이러한 자유 전자의 특성을 활용한 대표적인 예시입니다