Aatomid seovad keemiliste reaktsioonide käigus kristallide moodustumise. Kristallid on määratletud kui aine tahke olek, milles aatomid on tihedalt kokku pandud. Kristallide eristav omadus on see, et nende tahke kuju on kõikidest külgedest sümmeetriline. Kristallide spetsiifilist geomeetrilist kuju nimetatakse kristallvõreks. Kui aatomite elektronid ühenduvad ümbritsevate aatomitega, saabub keemiline side ja moodustuvad kristallid.
Joonised võlakirjad
Kui moodustuvad ioonkristallid, hüppavad elektronid oma orbiidid siduma vastava toetava aatomiga. Saadud negatiivselt või positiivselt laetud elektrostaatiliste jõudude kombinatsioon stabiliseerib ioone. Füüsik Charles Augustin de Coulomb määratles need elektrostaatilised jõud ehk Coulombic jõud seaduse kujul. Coulombi seaduse järgi tõmbavad aatomite vahel tekkinud atraktiivsed jõud aatomid kokku ja see tegevus kordub negatiivselt, kuna samad ioonid on sarnased. Selle tulemuseks on kristallides väga tugev aatomite side. Need väga intensiivsed jõud omistavad nendele kristallidele kõrgeid sulamistemperatuure ja jäikaid struktuure.
Kovalentsed sidemed
Kovalentne side, nagu nimigi ütleb, on kristallstruktuur, milles elektronid ei lahku oma orbiidilt. Selle asemel jagunevad elektronid kahe aatomi vahel. Jagatud elektron seob sel viisil kõik kaks kõrvuti asetsevat aatomit. Seotud aatomid jagavad lisaks veel ühte elektroni nende kõrval asuvatest aatomitest ja nii edasi. Kovalentne sidumine aine aatomite vahel põhjustab geomeetrilise kristalli moodustumist.
Van der Waalsi sidemed
Van der Waalsi side on aine aatomite nõrk vastasmõju, mille tulemuseks on pehme konsistentsiga kristallid. Aatomite välimine orbiit on täielikult jagatud elektronidega täidetud, kuid nende laeng kandub edasi.
Vesiniksidemed
Vesinikside tekib siis, kui vesiniku aatom on meelitatud vastavate aatomite vastavate elektronide poole. See segab kristallide moodustumist. Pärast teise aatomiga seondumist tõmmatakse vesinikuaatom naabermolekuli negatiivse laengu poole. See piirab vesiniku aatomit kahe negatiivse laengu vahel. Vesiniksidemeid leidub tavaliselt jääkristallides, kus vesiniku aatomid on tihedalt kahe hapniku aatomi vahel.
Metallilised võlakirjad
Metalliliste kristallide moodustumisel murduvad kõik aatomi orbiidil olevad elektronid oma radadelt. Need kogunevad kokku ja moodustavad pilve. Kogu seda klastrit köidavad positiivselt laetud aatomikeskused. See atraktsioon hoiab aatomeid koos. Kõik metallid moodustavad seda tüüpi kristalle. Kuna elektronid võivad ühendis vabalt liikuda, on moodustunud kristallid ülijuhtivad.