atomit voivat olla pikkuriikkisiä, mutta niillä on pinnan alla paljon meneillään. 1900-luvun alussa Gilbert N. Lewis (yhdysvaltalainen kemisti ja professori Kalifornian yliopistossa Berkeleyssä) vaikutti merkittävästi valenssielektronien ymmärtämiseen.

joitakin perustekijöitä: atomit koostuvat neutroneista, protoneista ja elektroneista. Ydin (tai atomin keskus) koostuu neutroneista ja protoneista. Elektronit ympäröivät ydintä kuorissa. Ydintä lähinnä olevaan kuoreen mahtuu kaksi elektronia. Toiseen kuoreen mahtuu jopa kahdeksan elektronia, kolmanteen jopa 18. (Eri alkuaineilla on eri määrä kuoria, jokainen kuori voi pitää vain kiinteän määrän elektroneja, ja on olemassa kaavamainen tapa määrittää, että määrä).

atomit—eivät ehkä toisin kuin ihmiset?!- on yksi ensisijainen tavoite: tulla vakaa. Kun atomia ympäröivä ulkokuori on täynnä valenssielektroneja, atomi on stabiili eikä sen tarvitse olla vuorovaikutuksessa muiden atomien kanssa löytääkseen stabiiliuden. Tämän vuoksi neonin ja argonin kaltaiset alkuaineet eivät varsinaisesti reagoi muiden alkuaineiden kanssa (koska niiden uloin kuori on luonnollisesti täynnä kahdeksaa valenssielektronia).

Mitä atomit siis tekevät, jos niiden uloin kuori ei ole täysin täynnä valenssielektroneja? Ne sitoutuvat toisiin epävakaisiin atomeihin! Sidoksia on kahdenlaisia:

ensimmäistä lajia kutsutaan kovalenttiseksi sidokseksi. Kovalenttiset sidokset syntyvät, kun kaksi atomia kiinnittyy toisiinsa jakamalla valenssielektroneja. Yksi esimerkki kovalenttisesta sidoksesta on vetysidos (tai HPC). Yhdellä vetyatomilla on vain yksi ulkokuori ja yksi valenssielektroni. Muista, että ensimmäiseen kuoreen mahtuu kaksi elektronia, joten vety on luonnostaan epävakaata. Tämän korjaamiseksi vetyatomi jakaa valenssielektronia toisesta vetyatomista, joten molemmat löytävät stabiiliuden.

toinen sidoslaji on ionisidos. Kun yksi atomi saa valenssielektronia ja toinen atomi menettää valenssielektronia, sitä kutsutaan ionisidokseksi. Ionisidokset ovat yleensä vahvempia kuin kovalenttiset sidokset. Natriumfluoridi (NaF) on yleinen esimerkki ionisidoksen muodostamasta yhdisteestä. Natriumilla on vain yksi valenssielektroni kolmannessa kuoressaan, kun taas fluorilla on seitsemän valenssielektronia toisessa kuoressaan (natriumilla ei ole kolmatta kuorta). Sidostuessaan natrium ”luovuttaa” valenssielektroninsa fluorille, joten molemmilla voi olla kahdeksan valenssielektronia uloimmissa kuorissaan ja ne voivat olla stabiileja.