Atomen worden in moleculen bij elkaar gehouden door chemische bindingen. Chemische bindingen zijn krachten die atomen naar elkaar toe trekken en bij elkaar houden. Er zijn drie hoofdtypen chemische bindingen:covalente bindingen, ionische bindingen en metaalbindingen.

Covalente bindingen worden gevormd wanneer twee of meer atomen elektronen delen. De gedeelde elektronen worden vastgehouden in een ruimtegebied tussen de atomen dat een moleculaire orbitaal wordt genoemd. De moleculaire orbitaal is een gebied waar de kans op het vinden van de gedeelde elektronen het grootst is. Covalente bindingen zijn het sterkste type chemische binding.

Ionische bindingen worden gevormd wanneer een atoom een ​​of meer elektronen overdraagt ​​aan een ander atoom. Het atoom dat de elektronen verliest, wordt positief geladen en het atoom dat de elektronen wint, wordt negatief geladen. De tegengesteld geladen ionen worden door elektrostatische krachten tot elkaar aangetrokken. Ionische bindingen zijn zwakker dan covalente bindingen, maar ze zijn nog steeds erg sterk.

Metaalverbindingen worden gevormd wanneer de valentie-elektronen van metaalatomen worden gedelokaliseerd, wat betekent dat ze niet met een bepaald atoom zijn geassocieerd. De gedelokaliseerde elektronen vormen een "zee" van elektronen die door het metaal stroomt. Metaalbindingen zijn het zwakste type chemische binding, maar ze zijn nog steeds sterk genoeg om metalen bij elkaar te houden.

Het type chemische binding dat tussen twee atomen ontstaat, hangt af van de elektronegativiteit van de atomen. Elektronegativiteit is een maatstaf voor hoe sterk een atoom elektronen aantrekt. Hoe groter het verschil in elektronegativiteit tussen twee atomen, hoe sterker de chemische binding daartussen.