Atomy łączą się razem, gdy najbardziej zewnętrzna powłoka, czyli skorupa walencyjna, elektronów nie jest wypełniona dwoma elektronami (jeśli jest tylko jedna skorupa) lub ośmioma elektronami (jeśli ma więcej niż jedną powłokę). Atomy łączą się, aby wypełnić najbardziej zewnętrzną powłokę i stać się stabilnymi związkami poprzez utratę elektronów, aby stały się jonami lub elektronami. Atomy mogą łączyć się z podobnymi elementami lub różnymi elementami.
Atomy składają się z protonów, neutronów i elektronów. Podczas gdy protony i neutrony są utrzymywane w jądrze i mają stałą wartość, elektrony krążą wokół atomu w skorupach, a atomy mogą w razie potrzeby dodawać lub tracić elektrony. Pierwsza powłoka, która znajduje się najbliżej jądra, ma na orbicie tylko dwa elektrony. Inne muszle mogą pomieścić osiem elektronów na orbicie. Powłoka najbliżej jądra jest wypełniana najpierw, potem następna i tak dalej, aż nie będzie już więcej elektronów. Atom nigdy nie tworzy więcej skorup niż to konieczne, aby pomieścić orbitujące atomy. Najbardziej zewnętrzna skorupa, zwana powłoką walencyjną, musi być kompletna, aby była stabilna. Jednak atomy często nie mają wystarczającej ilości elektronów, aby wypełnić zewnętrzną powłokę. Dlatego pary atomów z innymi atomami wypełniają tę najbardziej zewnętrzną powłokę. Sparowany atom może być tym samym elementem, innym elementem lub kilkoma różnymi elementami.
