نموذج للإلكترونات الحرة في المعدن، يُعامل كغاز من الجسيمات المشحونة.نموذج غاز الإلكترونات يعامل الإلكترونات الحرة في المعدن كغاز من الجسيمات المشحونة، متجاهلاً الشبكة الدورية للأيونات الموجبة إلا كخلفية منتظمة. هذا التبسيط يلتقط الفيزياء الأساسية للتوصيل الكهربائي والحراري، ويشرح لماذا تكون المعادن لامعة وقابلة للطرق. وهو نقطة البداية لفهم ظواهر أكثر تعقيدًا مثل الموصلية الفائقة والمغناطيسية.
طُوِّر هذا النموذج بواسطة بول درود في عام 1900، بعد فترة وجيزة من اكتشاف الإلكترون، ثم حُسِّن لاحقًا بواسطة هندريك لورنتز وأرنولد سومرفيلد.
في المعدن، تكون الإلكترونات الخارجية للذرات مرتبطة بشكل ضعيف ويمكنها التحرك بحرية في جميع أنحاء المادة. يفترض نموذج غاز الإلكترونات أن هذه الإلكترونات تتصرف مثل غاز مثالي كلاسيكي، حيث تتصادم مع بعضها البعض ومع أيونات الشبكة، ولكنها تتحرك بشكل مستقل فيما عدا ذلك. وهذا يسمح باستخدام الميكانيكا الإحصائية لاشتقاق خصائص مثل موصلية درود، التي تربط التيار الكهربائي بالمجال الكهربائي المطبق.
يُستخدم لتقدير التوصيل الكهربائي والحراري للمعادن، وفهم سلوك الإلكترونات في أجهزة أشباه الموصلات وفيزياء البلازما.
يتنبأ نموذج غاز الإلكترونات بأن السعة الحرارية للمعدن يجب أن تكون أكبر بكثير مما هي عليه في الواقع، وهو تناقض لم يُحل إلا مع ظهور ميكانيكا الكم.
