Atomi se tijekom kemijskih reakcija vežu da rezultiraju stvaranjem kristala. Kristali su definirani kao čvrsto stanje materije u kojem su atomi čvrsto spakirani. Značajka kristala je ta što je njihov čvrsti oblik simetričan na sve strane. Specifični geometrijski oblik kristala naziva se kristalna rešetka. Kada se elektroni atoma kombiniraju s okolnim atomima, dolazi do kemijske veze i stvaraju se kristali.
Jonske veze
Kada nastaju ionski kristali, elektroni preskaču svoje orbite da bi se povezali s odgovarajućim nosećim atomom. Dobivena kombinacija negativno ili pozitivno nabijenih elektrostatičkih sila stabilizira ione. Fizičar Charles Augustin de Coulomb definirao je ove elektrostatičke sile, ili Coulombic sile, u obliku zakona. Prema Coulombovom zakonu, privlačne sile stvorene između atoma vuku atome zajedno, a to se djelovanje nepovoljno replicira zbog sličnih naboja između istih iona. To rezultira vrlo jakom vezom atoma u kristalima. Te vrlo intenzivne sile tim kristalima pripisuju visoka tališta i krute strukture.
Kovalentne veze
Kovalentna veza, kao što i samo ime govori, kristalna je struktura u kojoj elektroni ne napuštaju svoje orbite. Umjesto toga, elektroni se dijele između dva atoma. Zajednički elektron na ovaj način veže svaka dva susjedna atoma. Vezani atomi dalje dijele drugi elektron od atoma pored sebe i tako dalje. Kovalentna veza između atoma tvari rezultira stvaranjem geometrijskog kristala.
Van der Waalsove obveznice
Van der Waalsova veza slaba je interakcija između atoma tvari, što rezultira kristalima meke konzistencije. Vanjska orbita atoma u potpunosti je ispunjena zajedničkim elektronima, ali njihov se naboj neprestano prenosi.
Vodikove veze
Vodikova veza nastaje kada se atom vodika privlači prema odgovarajućim elektronima odgovarajućih atoma. To ometa stvaranje kristala. Atom vodika, nakon što je vezan za drugi atom, povuče se prema negativnom naboju susjedne molekule. Ovo ograničava atom vodika između dva negativna naboja. Vodikove veze obično se nalaze u kristalima leda, gdje su atomi vodika čvrsto nabijeni između dva atoma kisika.
Metalne veze
U stvaranju metalnih kristala, svi elektroni iz atomskih orbita otkidaju se s putanja. Oni se skupljaju i čine oblak. Cijelu ovu skupinu privlače pozitivno nabijeni centri atoma. Ova atrakcija drži atome na okupu. Svi metali tvore kristale ove vrste. Kako se elektroni mogu slobodno kretati u spoju, nastali kristali su vrlo vodljivi.