Embora os átomos de um elemento existam sozinhos, eles geralmente se combinam com outros átomos para formar compostos, cuja menor quantidade é referida como molécula. Essas moléculas podem ser formadas por ligações iônicas, metálicas, covalentes ou hidrogênio.
Ligação iônica

A ligação iônica ocorre quando os átomos ganham ou perdem um ou mais elétrons de valência, resultando no átomo tendo um valor negativo. ou carga positiva. Elementos como o sódio, com conchas externas quase vazias, geralmente reagem com átomos como o cloro, com conchas 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 um -1. Através da ligação iônica, um átomo de cada elemento se combina com o outro para formar uma molécula, que é mais estável, pois agora possui 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. Átomos que formam ligações por esse método, chamados ligações covalentes, geralmente não são metais. Ao compartilhar elétrons, as moléculas resultantes são mais estáveis do que seus componentes anteriores, pois essa ligação permite que cada átomo cumpra seus requisitos de elétrons; isto é, 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 eles contêm.
Ligação Metálica

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. Nas ligações metálicas, muitos átomos compartilham elétrons de valência; isso ocorre porque os átomos individuais apenas retêm livremente seus elétrons. É essa capacidade dos elétrons de se mover livremente entre numerosos átomos que confere aos metais suas qualidades distintas, como maleabilidade e condutividade. Essa capacidade de dobrar ou modelar sem quebrar ocorre porque os elétrons simplesmente deslizam um sobre o outro em vez de se separarem. A capacidade dos metais de conduzir eletricidade também ocorre porque esses elétrons compartilhados passam facilmente entre os átomos.
Ligação de hidrogênio

Embora as ligações iônicas, covalentes e metálicas sejam os principais tipos de ligações usadas para formar compostos e fornecer a eles qualidades únicas, a ligação de hidrogênio é um tipo muito especializado de ligação que ocorre apenas entre hidrogênio e oxigênio, nitrogênio ou flúor. Como esses átomos são muito maiores que um átomo de hidrogênio, os elétrons tendem a ficar mais próximos do átomo maior, dando-lhe uma carga ligeiramente negativa e o átomo de hidrogênio uma carga ligeiramente positiva. É essa polaridade que permite que as moléculas de água se grudem; essa polaridade também permite que a água dissolva muitos outros compostos.
Resultados da ligação

Alguns átomos podem formar mais de um tipo de ligação; por exemplo, metais como o magnésio podem formar ligações iônicas ou metálicas, dependendo de o outro átomo ser um metal ou não metal. O resultado de todas as ligações, no entanto, é um composto estável com um conjunto exclusivo de propriedades.