Atomer binder sig under kemiske reaktioner for at resultere i krystaldannelse. Krystaller defineres som en fast tilstand af stof, hvor atomer pakkes tæt sammen. Det kendetegn ved krystaller er, at deres faste form er symmetrisk på alle sider. Den specifikke geometriske form af krystaller kaldes et krystalgitter. Når elektroner af atomer kombineres med omgivende atomer, afsluttes en kemisk binding, og der dannes krystaller.
Ioniske obligationer
Når der dannes ioniske krystaller, hopper elektroner deres baner for at binde sig til det tilsvarende bærende atom. Den resulterende kombination af negativt eller positivt ladede elektrostatiske kræfter stabiliserer ioner. Fysikeren Charles Augustin de Coulomb definerede disse elektrostatiske kræfter eller Coulombic kræfter i form af en lov. Ifølge Coulombs lov trækker de attraktive kræfter dannet mellem atomerne atomerne sammen, og denne handling replikeres negativt på grund af de samme ladninger mellem de samme ioner. Dette resulterer i en meget stærk binding af atomer i krystallerne. Disse meget intense kræfter tilskriver disse krystaller høje smeltepunkter og stive strukturer.
Kovalente obligationer
En kovalent binding er, som navnet antyder, en krystalstruktur, hvor elektronerne ikke forlader deres baner. Elektroner deles i stedet mellem to atomer. En delt elektron binder på denne måde hvert andet tilstødende atom. De bundne atomer deler yderligere en anden elektron fra atomerne ved siden af dem og så videre. Kovalent binding mellem et stofs atomer resulterer i dannelsen af en geometrisk krystal.
Van der Waals-obligationer
En Van der Waals-binding er en svag interaktion mellem et stofs atomer, hvilket resulterer i krystaller med blød konsistens. Atomerens ydre bane er fuldstændigt fyldt med delte elektroner, men deres ladning bliver ved med at overføres.
Brintobligationer
En hydrogenbinding dannes, når et hydrogenatom tiltrækkes mod de respektive elektroner i de tilsvarende atomer. Dette interfererer med krystaldannelsen. Efter at være bundet til et andet atom trækkes et hydrogenatom mod den negative ladning af et nabomolekyle. Dette begrænser hydrogenatomet mellem to negative ladninger. Hydrogenbindinger findes almindeligvis i iskrystaller, hvor hydrogenatomer pakkes tæt mellem to iltatomer.
Metalliske obligationer
I metallisk krystaldannelse bryder alle elektroner fra atomkredsløbene sig fri fra deres stier. Disse klumper sig sammen og danner en sky. Hele denne klynge tiltrækkes af atomernes positivt ladede centre. Denne attraktion holder atomerne sammen. Alle metaller danner krystaller af denne type. Da elektronerne er frie til at bevæge sig i forbindelsen, er de dannede krystaller meget ledende.