Атоми зв’язуються під час хімічних реакцій, що призводить до утворення кристалів. Кристали визначаються як твердий стан речовини, в якому атоми щільно упаковані між собою. Відмінною рисою кристалів є те, що їх тверда форма симетрична з усіх боків. Конкретна геометрична форма кристалів називається кристалічною решіткою. Коли електрони атомів поєднуються з оточуючими атомами, хімічний зв’язок відбувається, і утворюються кристали.
Іонічні зв’язки
Коли іонні кристали утворюються, електрони стрибають по своїх орбітах, щоб зв’язатися з відповідним підтримуючим атомом. Отримана комбінація негативно або позитивно заряджених електростатичних сил стабілізує іони. Фізик Шарль Огюстен де Кулон визначив ці електростатичні сили, або кулонівські сили, у формі закону. Згідно із законом Кулона, сили притягання, що утворюються між атомами, тягнуть атоми разом, і ця дія негативно повторюється через подібні заряди між тими самими іонами. Це призводить до дуже міцного зв’язку атомів у кристалах. Ці дуже інтенсивні сили приписують цим кристалам високі температури плавлення та жорсткі структури.
Ковалентні зв’язки
Як випливає з назви, ковалентний зв’язок - це кристалічна структура, в якій електрони не залишають своїх орбіт. Натомість електрони розподіляються між двома атомами. Спільний електрон таким чином пов'язує кожні два сусідні атоми. Зв’язані атоми надалі ділять інший електрон з атомами поруч із ними тощо. Ковалентний зв’язок між атомами речовини призводить до утворення геометричного кристала.
Облігації Ван дер Ваальса
Зв'язок Ван-дер-Ваальса - це слабка взаємодія між атомами речовини, що призводить до кристалів м'якої консистенції. Зовнішня орбіта атомів повністю заповнена спільними електронами, але їх заряд продовжує передаватися.
Водневі зв’язки
Водневий зв’язок утворюється, коли атом Гідрогену притягується до відповідних електронів відповідних атомів. Це заважає формуванню кристалів. Атом Гідрогену, зв’язаний з іншим атомом, тягнеться до негативного заряду сусідньої молекули. Це обмежує атом водню між двома негативними зарядами. Водневі зв’язки зазвичай містяться в кристалах льоду, де атоми водню щільно упаковані між двома атомами кисню.
Металеві зв'язки
При утворенні металевих кристалів всі електрони з атомних орбіт звільняються від своїх шляхів. Вони злипаються і утворюють хмару. Весь цей кластер приваблюється позитивно зарядженими центрами атомів. Цей атракціон утримує атоми разом. Всі метали утворюють кристали цього типу. Оскільки електрони вільно рухаються в сполуці, утворені кристали мають високу провідність.