Modello di metalli a elettroni liberi, in fisica a stato solido, rappresentazione di un solido metallico come contenitore riempito con un gas composto da elettroni liberi (cioè quelli responsabili di alta conducibilità elettrica e termica). Si presume che gli elettroni liberi, considerati identici agli elettroni più esterni, o valenza, degli atomi di metallo libero, si muovano indipendentemente l'uno dall'altro attraverso l'intero cristallo.
Il modello a elettroni liberi fu proposto per la prima volta dal fisico olandese Hendrik A. Lorentz poco dopo il 1900 e fu perfezionato nel 1928 da Arnold Sommerfeld della Germania. Sommerfeld introdusse concetti quantomeccanici, in particolare il principio di esclusione di Pauli. Sebbene il modello abbia fornito una spiegazione soddisfacente per alcune proprietà (ad es. Conducibilità e calore specifico elettronico) di metalli semplici come il sodio, presentava alcune gravi carenze. Ad esempio, non ha tenuto conto dell'interazione degli elettroni liberi con gli ioni metallici. I ricercatori hanno presto riconosciuto che era necessario un sistema più ampio per spiegare il comportamento di metalli complessi e semiconduttori. Verso la metà degli anni '30 il modello dell'elettrone libero fu ampiamente sostituito dalla teoria della banda dei solidi.
