تتكون المادة من دقائق صغيرة جدا غير قابلة للانقسام تسمى الذرات. تكون ذرات العنصر الواحد متشابهة في خصائصها.

تتكون المركبات من اتحاد ذرتين أو أكثر. كل ذرة تشبه نظامنا الشمسي. المركز يسمى النواة ، يحتوي على جسيمات صغيرة و هي البروتونات و النترونات. تحوم حول النواة في حلقات سحابة من جسيمات أخرى تسمى الإلكترونات.

كما في الشكل التالي.

 

ذرة الهيدروجن مثلا تتكون من نواة بها واحد بروتون يحوم حوله واحد إلكترون. بينما ذرة الحديد فتتكون من 26 بروتون و 30 نترون تحوم حولها مجموعة من 26 إلكترون.

الذرة و الشحنة الكهربائية
تكون شحنة البروتونات موجبة بينما شحنة الإلكترونات سالبة ، أمّا النترونات تكون متعادلة أي لا شحنة لها.
في الحالة الطبيعية ، شحنة الذرة هي متعادلة لأن عدد الإلكترونات يساوي عدد البروتونات.

الشوارد الموجبة و السالبة
إذا كسبت الذرة إلكترونات، فإنها تصبح شاردة سالبة. و إذا فقدت إلكترونات فإنها تصبح شاردة موجبة الشحنة. الشوارد الموجبة تجذب الإلكترونات من الذرات المجاورة لكي تتعادل شحنتها. و هذا ما يسبب تدفق الإلكترونات.

 

تدفق الإلكترونات
تتحرك الإلكترونات حول النواة في مدارات مختلفة. تكون الإلكترونات البعيدة عن النواة أقل إرتباطا بها ما يجعلها تنتقل بحرية أكثر بين الذرات. 
يحدد عدد الإلكترونات الحرة في أي مادة مدى قدرتها على توصيل الكهرباء.
إن أثر حرية الإلكترونات السطحية يظهر جليا عند فرك قضيب من الزجاج بقطعة قطن و الذي يجعل القضيب يجذب قصاصات من الورق بفعل ما يسمى بالكهرباء الساكنة.

النواقل و العوازل
حركة الإلكترونات العشوائية في المواد تختلف. ففي المعادن مثلا تكون الإلكترونات السطحية اكثر حرية من غيرها من المواد بحيث أن الزيادة في درجة الحرارة مثلا تؤثر كثيرا في حركتها.
تنتقل الإلكترونات السطحية في المواد من ذرة إلى أخرى و تسمى بالإلكترونات الحرة.

 

تكون حركة الإلكترونات السطحية في مواد أخرى ضعيفة جدا كما هو الحال في الزجاج و البلاستيك و غيرها. هذه الحركة نعبر عنها بالتوصيل أو الناقلية الكهربائية. فالمعادن المحتوية على كمية كبيرة من الإلكترونات الحرة تسمى بالنواقل فهي موصلة جيدة للكهرباء ( الذهب ، البلاتين ، الفضة ، النحاس ، الألمنيوم …) ، أما التي بها عدد ضئيل أو معدوم فتسمى بالمواد العازلة (الزجاج ، البلاستيك ، السيرامبك، الزيت ، القطن  ، الورق ، الهواء …).
يجب الملاحظة أن الناقلية للكهرباء تختلف بين المواد و كذلك باختلاف درجات الحرارة.