Visus atomus veido pozitīvi uzlādēts kodols, kuru ieskauj negatīvi lādēti elektroni. Attālākie elektroni - valences elektroni - spēj mijiedarboties ar citiem atomiem un, atkarībā no tā, kā tie darbojas elektroni mijiedarbojas ar citiem atomiem, izveidojas vai nu jonu, vai kovalentā saite, un atomi saplūst kopā, veidojot molekula.
Elektronu apvalki
Katru elementu ieskauj noteikts skaits elektronu, kas apdzīvo elektronu orbitāles. Katrai orbitālei ir vajadzīgi divi elektroni, lai tie būtu stabili, un orbitāles ir sakārtotas čaulās, katrai secīgajai apvalkai ir augstāks enerģijas līmenis nekā iepriekšējam. Zemākajā apvalkā ir tikai viens elektronu orbīts 1S, un tāpēc tam ir vajadzīgi tikai divi elektroni, lai tie būtu stabili. Otrajā apvalkā (un visos sekojošajos) ir četras orbitāles - 2S, 2Px, 2Py un 2Pz (pa vienam katrai asij: x, y, z) - un tam nepieciešami astoņi elektroni, lai tie būtu stabili.
Dodoties lejup pa elementu periodiskās tabulas rindām, ap katru elementu pastāv jauna 4 elektronu orbitāļu apvalks ar tādu pašu iestatījumu kā otrais apvalks. Piemēram, ūdeņradim pirmajā rindā ir tikai pirmais apvalks ar vienu orbitālu (1S), bet trešajā rindā esošais hlors pirmais apvalks (1S orbītā), otrais apvalks (2S, 2Px, 2Py, 2Pz orbītas) un trešais apvalks (3S, 3Px, 3Py, 3Px orbītas).
Piezīme: Skaitlis katras S un P orbitāles priekšā norāda čaulu, kurā atrodas šī orbitāle, nevis daudzumu.
Valence Electrons
Elektroni jebkura noteiktā elementa ārējā apvalkā ir tā valences elektroni. Tā kā visi elementi vēlas, lai būtu pilnīgs ārējais apvalks (astoņi elektroni), tie ir tie elektroni ir gatavs vai nu dalīties ar citiem elementiem, lai izveidotu molekulas, vai arī pilnībā atteikties, lai kļūtu par jonu. Kad elementiem ir kopīgi elektroni, veidojas spēcīga kovalentā saite. Kad elements atdod ārējo elektronu, tā rezultātā rodas pretēji lādēti joni, kurus kopā tur vājāka jonu saite.
Joniskās saites
Visi elementi sākas ar līdzsvarotu lādiņu. Tas ir, pozitīvi lādētu protonu skaits ir vienāds ar negatīvi lādētu elektronu skaitu, kā rezultātā rodas vispārējs neitrāls lādiņš. Tomēr dažreiz elements, kurā elektronu apvalkā ir tikai viens elektrons, šo elektronu atdos citam elementam, kuram apvalka pabeigšanai nepieciešams tikai viens elektrons.
Kad tas notiks, sākotnējais elements nokrīt līdz pilnai apvalkai, un otrais elektrons pabeidz augšējo apvalku; abi elementi tagad ir stabili. Tomēr, tā kā elektronu un protonu skaits katrā elementā vairs nav vienāds, tas elements saņemtajam elektronam tagad ir neto negatīvs lādiņš, un elementam, kas atteicās no elektrona, ir tīrs pozitīvs maksas. Pretējie lādiņi izraisa elektrostatisko pievilcību, kas jonus cieši pievelk kristālu veidojumā. To sauc par jonu saiti.
Piemērs tam ir gadījums, kad nātrija atoms atsakās no sava vienīgā 3S elektrona, lai aizpildītu hlora atoma pēdējo apvalku, kura stabilizēšanai nepieciešams tikai vēl viens elektrons. Tas rada jonus Na- un Cl +, kas savienojas kopā, veidojot NaCl vai parasto galda sāli.
Kovalentās obligācijas
Tā vietā, lai atdotu vai saņemtu elektronus, divi (vai vairāk) atomi var arī dalīties ar elektronu pāriem, lai aizpildītu to ārējos apvalkus. Tas veido kovalento saiti, un atomi tiek sapludināti molekulā.
Piemērs tam ir, kad divi skābekļa atomi (seši valences elektroni) sastopas ar oglekli (četri valences elektroni). Tā kā katra atoma ārējā apvalkā vēlas būt astoņi elektroni, oglekļa atomam ir divi savi valences elektroni katrs skābekļa atoms, pabeidzot to apvalkus, savukārt katram skābekļa atomam ir divi elektroni ar oglekļa atomu, lai to pabeigtu apvalks. Iegūtā molekula ir oglekļa dioksīds vai CO2.