Сви атоми се састоје од позитивно наелектрисаног језгра окруженог негативно наелектрисаним електронима. Најудаљенији електрони - валентни електрони - способни су да комуницирају са другим атомима и, у зависности од тога како електрони ступају у интеракцију са другим атомима, формира се или јонска или ковалентна веза, и атоми се стапају да би створили молекула.
Елецтрон Схеллс
Сваки елемент је окружен одређеним бројем електрона који насељавају електронске орбитале. Свака орбитала захтева да два електрона буду стабилна, а орбитале су организоване у љуске, при чему је свака узастопна љуска вишег енергетског нивоа од претходне. Најнижа љуска садржи само један електронски орбитал, 1С, и, према томе, потребна су само два електрона да би била стабилна. Друга љуска (и све оне које следе) садржи четири орбитале - 2С, 2Пк, 2Пи и 2Пз (по један П за сваку осу: к, и, з) - и захтева осам електрона да би били стабилни.
Спуштајући се редовима Периодног система елемената, око сваког елемента постоји нова љуска од 4 електронске орбитале, са истим подешавањем као и друга љуска. На пример, водоник у првом реду има само прву љуску са једном орбиталом (1С), док хлор у трећем реду има прва љуска (1С орбитала), друга љуска (2С, 2Пк, 2Пи, 2Пз орбитале) и трећа љуска (3С, 3Пк, 3Пи, 3Пк орбитали).
Напомена: Број испред сваке С и П орбите је показатељ љуске у којој та орбитала борави, а не количине.
Валенце Елецтронс
Електрони у спољној овојници било ког датог елемента су његови валентни електрони. Будући да сви елементи желе да имају пуну спољну љуску (осам електрона), то су електрони је спреман или да дели са другим елементима да би формирао молекуле или да у потпуности одустане да би постао ион. Када елементи деле електроне, ствара се јака ковалентна веза. Када елемент ода спољни електрон, то резултира супротно наелектрисаним јонима који се држе заједно слабијом јонском везом.
Јонске везе
Сви елементи почињу са уравнотеженим пуњењем. То јест, број позитивно наелектрисаних протона једнак је броју негативно наелектрисаних електрона, што резултира укупним неутралним наелектрисањем. Међутим, понекад ће се елемент са само једним електроном у електронској љусци одрећи тог електрона другом елементу коме је потребан само један електрон да би завршио љуску.
Када се то догоди, оригинални елемент пада до пуне љуске, а други електрон довршава горњу љуску; оба елемента су сада стабилна. Међутим, јер број електрона и протона у сваком елементу више није једнак, елемент који примио електрон сада има нето негативни набој, а елемент који се одрекао електрона има нето позитиван напунити. Супротстављени набоји узрокују електростатичку привлачност која јоне чврсто увлачи у кристалну формацију. Ово се назива јонска веза.
Пример за то је када се атом натријума одрекне свог јединог 3С електрона да би попунио последњу љуску атома хлора, којем треба само још један електрон да би постао стабилан. Ово ствара јоне На- и Цл +, који се међусобно везују и формирају НаЦл, или заједничку кухињску со.
Ковалентне обвезнице
Уместо да одају или приме електроне, два (или више) атома могу такође делити електронске парове да би попунили своје спољне љуске. Ово ствара ковалентну везу и атоми се стапају у молекул.
Пример за то је када два атома кисеоника (шест валентних електрона) наиђу на угљеник (четири валентна електрона). Будући да сваки атом жели да има осам електрона у спољној овојници, атом угљеника дели два своја валентна електрона сваки атом кисеоника, довршавајући своје љуске, док сваки атом кисеоника дели два електрона са атомом угљеника да би завршио своје шкољка. Добијени молекул је угљен-диоксид или ЦО2.