원자가 근접하게되면 원자가 전자는 서로 상호 작용할 수 있습니다. 이러한 상호 작용은 원자가 전자를 한 원자에서 다른 원자로 전달하여 양성 및 음성 이온의 형성을 초래할 수있다. 대안 적으로, 원자가 전자는 둘 이상의 원자 사이에 공유되어 공유 결합을 형성 할 수있다.
어떤 경우에는 원자가 전자가 원자에서 완전히 벗겨져 양으로 하전 된 이온을 남겨 둘 수 있습니다. 이온화로 알려진이 과정은 원자가 X- 선 또는 감마선과 같은 고 에너지 방사선에 노출되거나 충분한 에너지를 가진 다른 원자 또는 분자와 충돌 할 때 발생할 수 있습니다.
열 에너지를 통해 유리 전자를 생성 할 수도 있습니다. 물질이 가열되면 원자와 분자는 운동 에너지를 얻어 더욱 격렬하게 진동하게합니다. 온도가 증가함에 따라 진동이 더 활력이되고 원자가 전자가 원자에서 분리되어 유리 전자 및 양으로 하전 된 이온이 형성 될 수 있습니다. 이 과정은 열 이온화라고합니다.
마지막으로, 자유 전자는 광 방출을 통해 생산 될 수 있으며, 이는 빛이 재료와 상호 작용할 때 발생합니다. 빛의 광자가 원자 또는 분자에 부딪 치면 에너지를 전자로 전달하여 전자를 원자 또는 분자에서 배출 할 수 있습니다. 이 과정은 광전 효과로 알려져 있으며 포토 디오드 및 태양 전지와 같은 다양한 광전자 장치의 기초입니다.