Forbindelser, der leder en strøm, holdes sammen af elektrostatiske kræfter eller tiltrækning. De indeholder et positivt ladet atom eller molekyle, kaldet en kation, og et negativt ladet atom eller molekyle, kaldet en anion. I deres faste tilstand leder disse forbindelser ikke elektricitet, men når de opløses i vand, adskiller ionerne sig og kan lede en strøm. Ved høje temperaturer, når disse forbindelser bliver flydende, begynder kationerne og anionerne at strømme og kan lede elektricitet selv i fravær af vand. Ikke-ioniske forbindelser eller forbindelser, der ikke adskiller sig til ioner, leder ikke en strøm. Du kan konstruere et simpelt kredsløb med en pære som en indikator for at teste ledningsevnen af vandige forbindelser. Testforbindelsen i denne opsætning afslutter kredsløbet og tænder pæren, hvis den kan lede en strøm.
Forbindelser med stærk ledningsevne
Den nemmeste måde at bestemme, om en forbindelse kan lede en strøm, er at identificere dens molekylære struktur eller sammensætning. Forbindelser med stærk ledningsevne adskiller sig fuldstændigt i ladede atomer eller molekyler eller ioner, når de opløses i vand. Disse ioner kan bevæge sig og bære en strøm effektivt. Jo højere koncentrationen af ioner, jo større ledningsevne. Bordsalt eller natriumchlorid er et eksempel på en forbindelse med stærk ledningsevne. Det adskilles i positivt ladet natrium og negativt ladede klorioner i vand. Ammoniumsulfat, calciumchlorid, saltsyre, natriumhydroxid, natriumphosphat og zinknitrat er andre eksempler på forbindelser med stærk ledningsevne, også kendt som stærke elektrolytter. Stærke elektrolytter har tendens til at være uorganiske forbindelser, hvilket betyder at de mangler kulstofatomer. Organiske forbindelser eller carbonholdige forbindelser er ofte svage elektrolytter eller er ikke-ledende.
Forbindelser med svag ledningsevne
Forbindelser, der kun adskiller sig delvist i vand, er svage elektrolytter og dårlige ledere af en elektrisk strøm. Eddikesyre, forbindelsen til stede i eddike, er en svag elektrolyt, fordi den kun adskilles let i vand. Ammoniumhydroxid er et andet eksempel på en forbindelse med svag ledningsevne. Når der anvendes andre opløsningsmidler end vand, ændres den ioniske dissociation og derfor evnen til at bære strøm. Ionisering af svage elektrolytter stiger normalt med temperaturforøgelser. For at sammenligne ledningsevnen af forskellige forbindelser i vand bruger forskere specifik ledningsevne. Den specifikke ledningsevne er et mål for ledningsevnen af en forbindelse i vand ved en bestemt temperatur, normalt 25 grader Celsius. Specifik ledningsevne måles i enheder på siemen eller mikrosiemens pr. Centimeter. Graden af vandforurening kan bestemmes ved at måle den specifikke ledningsevne, fordi forurenet vand indeholder flere ioner og kan generere mere ledningsevne.
Ikke-ledende forbindelser
Forbindelser, der ikke producerer ioner i vand, kan ikke lede en elektrisk strøm. Sukker eller saccharose er et eksempel på en forbindelse, der opløses i vand, men ikke producerer ioner. De opløste saccharosemolekyler er omgivet af klynger af vandmolekyler og siges at være 'hydreret', men forbliver uladede. Forbindelser, der ikke er opløselige i vand, såsom calciumcarbonat, har heller ikke ledningsevne: de producerer ingen ioner. Ledningsevne kræver eksistensen af ladede partikler.
Ledningsevne af metaller
Elektrisk ledningsevne kræver bevægelse af ladede partikler. I tilfælde af elektrolytter eller flydende eller smeltede ioniske forbindelser dannes der positivt og negativt ladede partikler, som kan bevæge sig rundt. I metaller er positive metalioner arrangeret i et stift gitter eller krystalstruktur, der ikke kan bevæge sig. Men de positive metalatomer er omgivet af skyer af elektroner, der er fri til at strejfe rundt og kan bære en elektrisk strøm. En stigning i temperatur forårsager et fald i elektrisk ledningsevne, hvilket står i kontrast til stigningen i ledningsevne af elektrolytter under lignende omstændigheder.