Prevodniki in izolanti. Spoznali smo dve vrsti prostih delcev: proste elektrone, tiste, ki so na zadnji lupini v atomu in so šibko vezani na jedro (da morejo atom zapustiti in oditi drugam), ter ione v tekočinah in plinih, v katerih so prosto gibljivi. Snovem, ki imajo prosto gibljive nabite delce, pravimo prevodniki; v njih torej obstaja možnost premikanja naboja oziroma električnega prevajanja. Druga skrajnost so izolanti oziroma snovi, ki prostih delcev nimajo, ali jih imajo premalo. Ne pričakujmo, da bomo postavili ločnico med izolanti in prevodniki; te namreč ni. Govorimo le o električno bolj ali manj prevodnih snoveh; po tej lastnosti jih razvrščamo med skrajnostma: od idealega izolanta, vakuuma, v katerem tudi ni delcev, do idealnega prevodnika, superprevodnika oziroma snovi, ki pri dovolj nizkih temperaturah ponuja neovirano pot prostim elektronom.[1] Prevodniki. Dobri električni prevodniki so kovine in njihove zlitine. Primer: baker ima 29 elektronov; prvih 28 (2+8+18) elektronov zapolni tri spodnje lupine, zadnji elektron pa je na četrti sam in je izredno šibko vezan na jedro. Protoni njega sicer privlačijo, zato pa ga ostalih 28 elektronov odbija. Kot tak se more v medatomskem prostoru kristalne strukture prosto gibati. Če je temperatura snovi višja, je višja tudi notranja energija in del te prejmejo tudi elektroni na nižji lupini. Zgodi se, da postane prost tudi kateri od teh. Hitrosti prostih elektronov so izredno visoke, tudi do 1000 km/s. Za njih je značilno neurejeno gibanje v medatomskem svetu, pri katerem prihaja do »trkov«, ki niso mišljeni v pomenu »dotika«, ampak v smislu, da prost elektron »zaide« v področje atoma, iz katerega ga izrinejo matični delci. Ta gibanja je možno vrednotiti zgolj statistično; govorimo o poprečni absolutni vrednosti hitrosti, v daljšem času pa o ničelni opravljeni poti. O bolj urejenem gibanju prostih elektronov, ki je (pod določenimi pogoji in na določen način gledanja) tudi možno, bo tekla beseda kasneje.

Polprevodniki. Polprevodniki so v elektronski industriji danes nepogrešljivi. Osnovi sta silicij (Si) in germanij (Ge). Njuna sorodnost je v tem, da sta oba štirivalentna; prvi ima štiri elektrone na tretji lupini in polne vse nižje lupine, drugi pa štiri elektrone na četrti lupini in tudi polne vse nižje lupine. Kot čista sta slaba prevodnika, se pa jima prevodniška lastnost zelo popravi s primesjo akceptorjev oziroma donatorjev. Ob šibki primesi petvalentnega arzena (As), v razmerju 1/10⁷, zavzame slednji mesto med štirimi atomi Si (Ge); z njimi se kovalentno poveže z dvojnimi vezmi, ostane pa mu en, šibko vezan elektron, ki je takorekoč prost. Na ta način dobimo polprevodnik tipa n. Pri dopiranju s trivalentnim indijem (In) se ponovno vzpostavi kovalentna vez s sosednjimi štirimi atomi Si (Ge); ena vez ostane pri tem nezasedena. Nezasedeno mesto se vede kot vrzel, kot področje z navidezno pozitivnim nabojem. Vrzel lahko zapolni ali se vanjo rekombinira elektron iz ene sosednjih dvojnih vezi. Ko potuje valenčni elektron v eno smer, se pomika vrzel v nasprotno smer. Tak polprevodnik je tipa p.[2]

Elektroliti. Elektrolit smo omenili v primeru razredčene žveplene kisline, ki v vodi disociira v ione H⁺ in SO₄^{- -}; raztopina postane s tem prevodna. Takih primerov poznamo še več in kasneje jih bomo tudi še srečali. Električno zelo slabo prevodna je gotovo destilirana voda. Precej prevodnejša je studenčnica, saj ima zaradi raznih primesi tudi več ionov in prostih elektronov. Boljša od sladke je morska voda, ki je bogata z natrijevimi in klorovimi ioni. Električno prevodna je tudi zemlja; njena prevodnost je odvisna od sestave tal in vlage. V zvezi z njo je pomembno ozemljevanje, ki je ukrep pri varovanju človeka, živali in električnih naprav pred neželjenimi elektromagnetnimi vplivi.

Plini. Plin je sicer izolant, če pa ionizira, postane prevoden (fluorescenca). Sem sodi tudi pojav korone, ki se ob visokonapetostnem daljnovodu javlja s prasketanjem, kar je posledica prevajanja ioniziranega zraka ob vrveh. Tudi konico strele (atmosfersko razelektritev) spremlja ionizacija zraka: ost strele se v večini primerov sunkoma ustavlja, ionizira zrak in nadaljuje pot.

Izolanti. Izolanti so razne organske snovi, smola, guma, plastika, keramika, olje, snovi torej, ki imajo manko prostih elektronov. V primerjavi z dobrimi prevodniki je prostih elektronov v njih do 10²⁰-krat manj. Prosti elektroni se v njih pojavijo šele pri višji temperaturi ali ob drugih dejavnikih. Verjetno smo že slišali skovanko: »kondenzator je prebil«. Resnično, zaradi trkov se zgodi plazovit proces rojevanja prostih elektronov, katerih gibanje izzove termični učinek, ta pa vodi do uničenja izolacije.