すべての原子は、負に帯電した電子に囲まれた正に帯電した原子核で構成されています。 最も外側の電子（価電子）は他の原子と相互作用することができ、それらの方法によっては 電子は他の原子と相互作用し、イオン結合または共有結合のいずれかが形成され、原子が融合して 分子。
電子殻
すべての元素は、電子軌道に存在する特定の数の電子に囲まれています。 各軌道は安定するために2つの電子を必要とし、軌道はシェルに編成され、連続する各シェルは前のシェルよりも高いエネルギーレベルになります。 最下部のシェルには1つの電子軌道1Sしか含まれていないため、安定するために必要な電子は2つだけです。 2番目のシェル（およびそれに続くすべてのシェル）には、2S、2Px、2Py、および2Pz（各軸に1つのP：x、y、z）の4つの軌道が含まれ、安定するために8つの電子が必要です。
元素の周期表の行を下に行くと、2番目のシェルと同じ設定の4つの電子軌道の新しいシェルが各要素の周りに存在します。 たとえば、最初の行の水素には1つの軌道（1S）を持つ最初のシェルしかありませんが、3番目の行の塩素には 最初のシェル（1S軌道）、2番目のシェル（2S、2Px、2Py、2Pz軌道）、3番目のシェル（3S、3Px、3Py、3Px） 軌道）。
注：各SおよびP軌道の前の数字は、その軌道が存在するシェルを示しており、量ではありません。
価電子
任意の元素の外殻の電子はその価電子です。 すべての要素が完全な外殻（8つの電子）を持ちたいので、これらはそれが 分子を形成するために他の要素と共有するか、完全に諦めて イオン。 元素が電子を共有すると、強い共有結合が形成されます。 元素が外部電子を放出すると、反対に帯電したイオンが生成され、弱いイオン結合によって結合されます。
イオン結合
すべての要素はバランスの取れた電荷から始まります。 つまり、正に帯電した陽子の数は負に帯電した電子の数に等しく、全体的に中性の電荷になります。 ただし、電子殻内に電子が1つしかない要素は、殻を完成させるのに1つの電子しか必要としない別の要素にその電子をあきらめることがあります。
それが起こると、元の要素は完全なシェルに落ち、2番目の電子はその上部シェルを完成させます。 両方の要素が安定しました。 ただし、各元素の電子と陽子の数が等しくなくなったため、 受け取った電子は正味の負電荷を持ち、電子をあきらめた要素は正味の正電荷を持ちます 充電。 反対の電荷は静電引力を引き起こし、イオンをしっかりと引き寄せて結晶を形成します。 これはイオン結合と呼ばれます。
この例は、ナトリウム原子が塩素原子の最後の殻を満たすためにその唯一の3S電子をあきらめ、安定するためにもう1つの電子だけを必要とする場合です。 これにより、Na-およびCl +イオンが生成され、これらが結合してNaClまたは一般的な食卓塩を形成します。
共有結合
電子を与えたり受け取ったりする代わりに、2つ（またはそれ以上）の原子が電子対を共有して外殻を埋めることもあります。 これにより共有結合が形成され、原子が融合して分子になります。
この例は、2つの酸素原子（6つの価電子）が炭素（4つの価電子）に遭遇した場合です。 各原子はその外殻に8つの電子を持ちたいので、炭素原子はその価電子の2つを 各酸素原子は殻を完成させ、各酸素原子は炭素原子と2つの電子を共有してその殻を完成させます シェル。 結果として生じる分子は二酸化炭素、またはCO2です。