Embora os átomos de um elemento existam sozinhos, eles geralmente se combinam com outros átomos para formar compostos, a menor quantidade dos quais é chamada de molécula. Essas moléculas podem ser formadas por ligações iônicas, metálicas, covalentes ou de hidrogênio.
Ligação iônica
A ligação iônica ocorre quando os átomos ganham ou perdem um ou mais elétrons de valência, resultando no átomo tendo uma carga negativa ou positiva. Elementos como o sódio, que têm camadas externas quase vazias, geralmente reagem com átomos como o cloro, que têm camadas externas quase cheias. Quando um átomo de sódio perde um elétron, sua carga se torna +1; quando um átomo de cloro ganha um elétron, sua carga se torna -1. Por meio da ligação iônica, um átomo de cada elemento se combinará com o outro para formar uma molécula, que é mais estável porque agora tem carga zero. Em geral, a ligação iônica resulta em uma transferência completa de elétrons de um átomo para outro.
Ligação covalente
Em vez de perder ou ganhar elétrons, alguns átomos compartilham elétrons quando formam moléculas. Os átomos que formam ligações por esse método, chamada ligação covalente, geralmente não são metais. Ao compartilhar elétrons, as moléculas resultantes são mais estáveis do que eram seus componentes anteriores, uma vez que essa ligação permite que cada átomo cumpra seus requisitos de elétrons; ou seja, os elétrons são atraídos para os núcleos de cada átomo. Os átomos do mesmo elemento podem formar ligações covalentes simples, duplas ou triplas, dependendo do número de elétrons de valência que contêm.
Ligação Metálica
A ligação metálica é um terceiro tipo de ligação que ocorre entre os átomos. Como o próprio nome indica, esse tipo de ligação ocorre entre metais. Na ligação metálica, muitos átomos compartilham elétrons de valência; isso ocorre porque os átomos individuais contêm apenas vagamente seus elétrons. É essa capacidade dos elétrons de se moverem livremente entre vários átomos que confere aos metais suas qualidades distintas, como maleabilidade e condutividade. Essa capacidade de dobrar ou ser moldado sem quebrar ocorre porque os elétrons simplesmente deslizam uns sobre os outros em vez de se separarem. A capacidade dos metais de conduzir eletricidade também ocorre porque esses elétrons compartilhados facilmente passam entre os átomos.
Ligação de hidrogênio
Embora as ligações iônicas, covalentes e metálicas sejam os principais tipos de ligação usados para formar compostos e dar a eles seu caráter único qualidades, a ligação de hidrogênio é um tipo muito especializado de ligação que só ocorre entre hidrogênio e oxigênio, nitrogênio ou flúor. Uma vez que esses átomos são muito maiores do que um átomo de hidrogênio, os elétrons tendem a ficar mais perto de o átomo maior, dando-lhe uma carga ligeiramente negativa e o átomo de hidrogênio um ligeiramente positivo cobrar. É essa polaridade que permite que as moléculas de água se unam; esta polaridade também permite que a água dissolva muitos outros compostos.
Resultados de união
Alguns átomos podem formar mais de um tipo de ligação; por exemplo, metais como o magnésio podem formar ligações iônicas ou metálicas, dependendo se o outro átomo é um metal ou não metálico. O resultado de todas as ligações, entretanto, é um composto estável com um conjunto único de propriedades.