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任何物体的原子都是由原子核和绕着原子核按一定规律不断运动的电子组成的。在一定条件下，离核较远的外层电子可以脱离原子。在金属中，大量原子有规律地排列成晶体，其中原子与原子之间距离很近，最外层的电子（价电子）离原子核较远，此时金属原子的外层电子将不仅受它本身所属的原子核的影响，还受到相邻原子核的强烈影响，这样就使得这些外层电子不再是分别属于晶体中的各个原子，而是为整个晶体中的原子所共有。这些电子可以在金属中的各原子之间自由活动，因此被称为自由电子。金属导电性就是因为这些自由电子的存在而产生的。
自由电子在金属的正离子间运动时，与金属离子或与其他电子不断地碰撞，从而使它的运动方向和速度不断改变。金属中平均每立方米约有
个自由电子，而自由电子的运动速度各不相同，要推断每个自由电子的运动状态是一件不可能的事。不过把自由电子按照它具有的速度或能量来分类，用统计的方法来推算速度在某一范围内的自由电子的数量有多少，这是可能的。在室温下，自由电子的平均速度达100km/s。
那么，金属中的自由电子在常温下为什么不能“跑出”金属？