نموذج إلكترون حر للمعادن ، في فيزياء الحالة الصلبة ، يمثل مادة صلبة معدنية كحاوية مملوءة بغاز مؤلف من إلكترونات حرة (أي تلك المسؤولة عن الموصلية الكهربائية والحرارية العالية). يفترض أن الإلكترونات الحرة ، التي تعتبر متطابقة مع الإلكترونات الخارجية ، أو تكافؤ ذرات المعدن الحر ، تتحرك بشكل مستقل عن بعضها البعض في جميع أنحاء البلورة بأكملها.
تم اقتراح نموذج الإلكترون الحر لأول مرة من قبل الفيزيائي الهولندي هندريك أ.لورنتز بعد فترة وجيزة من عام 1900 وتم تنقيحه في عام 1928 من قبل أرنولد سومرفيلد من ألمانيا. قدم سومرفيلد مفاهيم ميكانيكا الكم ، وأبرزها مبدأ استبعاد باولي. على الرغم من أن النموذج قدم شرحًا مرضيًا لخصائص معينة (مثل الموصلية والحرارة الإلكترونية المحددة) للمعادن البسيطة مثل الصوديوم ، إلا أنه كان يعاني من بعض أوجه القصور الخطيرة. لم تأخذ ، على سبيل المثال ، في الاعتبار تفاعل الإلكترونات الحرة مع أيونات المعادن. سرعان ما أدرك الباحثون أن هناك حاجة إلى نظام أوسع لشرح سلوك المعادن المعقدة وأشباه الموصلات. بحلول منتصف الثلاثينيات من القرن العشرين ، حلت نظرية الفرقة للمواد الصلبة محل نموذج الإلكترون الحر إلى حد كبير.
