Los átomos pueden ser diminutos, pero tienen mucho que hacer debajo de la superficie. A principios de 1900, Gilbert N. Lewis (químico estadounidense y profesor de la Universidad de California, Berkeley) contribuyó significativamente a nuestra comprensión de los electrones de valencia.

Algunos fundamentos: los átomos se componen de neutrones, protones y electrones. El núcleo (o centro de un átomo) está formado por neutrones y protones. Los electrones rodean el núcleo en conchas. La capa más cercana al núcleo puede contener dos electrones. La segunda capa puede contener hasta ocho electrones, la tercera hasta 18. (Los diferentes elementos tienen diferentes números de capas, cada capa puede contener solo un número fijo de electrones, y hay una forma formulaica de determinar ese número).

Átomos – ¿quizás no a diferencia de las personas?!- tener un objetivo principal: llegar a ser estable. Cuando la capa exterior alrededor de un átomo está llena de electrones de valencia, el átomo es estable y no necesita interactuar con otros átomos para encontrar estabilidad. Esta es la razón por la que elementos como el neón y el argón no reaccionan realmente con otros elementos (porque su capa exterior está naturalmente llena con ocho electrones de valencia).

Entonces, ¿qué hacen los átomos si su capa exterior no está completamente llena de electrones de valencia? Se unen con otros átomos inestables! Hay dos tipos básicos de enlaces:

El primer tipo se llama enlace covalente. Los enlaces covalentes ocurren cuando dos átomos se unen compartiendo electrones de valencia. Un ejemplo de enlace covalente es un enlace de hidrógeno (o H₂). Un átomo de hidrógeno solo tiene una capa exterior y un electrón de valencia. Recuerde, la primera capa puede contener dos electrones, por lo que el hidrógeno es naturalmente inestable. Para arreglar esto, un átomo de hidrógeno compartirá un electrón de valencia de otro átomo de hidrógeno para que ambos encuentren estabilidad.

El segundo tipo de enlace es un enlace iónico. Cuando un átomo gana un electrón de valencia mientras que otro átomo pierde un electrón de valencia, eso se llama enlace iónico. Los enlaces iónicos tienden a ser más fuertes que los enlaces covalentes. El fluoruro de sodio (NaF) es un ejemplo común de un compuesto formado por un enlace iónico. El sodio tiene solo un electrón de valencia en su tercera capa, mientras que el flúor tiene siete electrones de valencia en su segunda capa (el sodio no tiene una tercera capa). Cuando se unen, el sodio «da» su electrón de valencia al flúor para que ambos puedan tener ocho electrones de valencia en sus capas exteriores y ser estables.