Atomy se spojují během chemických reakcí, což má za následek tvorbu krystalů. Krystaly jsou definovány jako pevný stav hmoty, ve kterém jsou atomy pevně spojeny. Charakteristickým rysem krystalů je, že jejich pevná forma je ze všech stran symetrická. Specifický geometrický tvar krystalů se nazývá krystalová mříž. Když se elektrony atomů spojí s atomy v okolí, dojde k absorpci chemické vazby a vzniku krystalů.
Iontové dluhopisy
Když se vytvoří iontové krystaly, elektrony přeskočí své dráhy, aby se spojily s odpovídajícím podpůrným atomem. Výsledná kombinace záporně nebo kladně nabitých elektrostatických sil stabilizuje ionty. Fyzik Charles Augustin de Coulomb definoval tyto elektrostatické síly neboli Coulombické síly ve formě zákona. Podle Coulombova zákona přitahující síly vytvořené mezi atomy přitahují atomy k sobě a tato akce se nepříznivě replikuje kvůli podobným nábojům mezi stejnými ionty. To má za následek velmi silnou vazbu atomů v krystalech. Tyto vysoce intenzivní síly připisují těmto krystalům vysoké teploty tání a tuhé struktury.
Kovalentní vazby
Kovalentní vazba, jak název napovídá, je krystalická struktura, ve které elektrony neopouštějí své oběžné dráhy. Elektrony jsou místo toho sdíleny mezi dvěma atomy. Sdílený elektron tímto způsobem váže každé dva sousední atomy. Vázané atomy dále sdílejí další elektron z atomů vedle nich atd. Kovalentní vazba mezi atomy látky vede k vytvoření geometrického krystalu.
Van der Waalsovy dluhopisy
Van der Waalsova vazba je slabá interakce mezi atomy látky, která vede k krystalům měkké konzistence. Vnější oběžná dráha atomů je zcela vyplněna sdílenými elektrony, ale jejich náboj se neustále přenáší.
Vodíkové vazby
Vodíková vazba vzniká, když je atom vodíku přitahován k příslušným elektronům odpovídajících atomů. To narušuje tvorbu krystalů. Atom vodíku je po navázání na jiný atom přitahován k negativnímu náboji sousední molekuly. To omezuje atom vodíku mezi dva záporné náboje. Vodíkové vazby se běžně vyskytují v ledových krystalech, kde jsou atomy vodíku pevně zabaleny mezi dvěma atomy kyslíku.
Kovové dluhopisy
Při tvorbě kovových krystalů se všechny elektrony z atomových drah uvolňují z jejich drah. Shlukují se a tvoří mrak. Celá tato kupa je přitahována kladně nabitými centry atomů. Tato přitažlivost drží atomy pohromadě. Všechny kovy tvoří krystaly tohoto typu. Protože se elektrony ve sloučenině mohou volně pohybovat, jsou vytvořené krystaly vysoce vodivé.
