Os átomos se combinam para formar compostos devido às forças elétricas que os atraem. O processo pelo qual dois átomos se ligam é chamado de ligação.
Os átomos são definidos por seu número de elétrons. Um átomo de hidrogênio tem um único elétron, enquanto um átomo de carbono tem seis. Esses elétrons são organizados em níveis ou camadas de valência. Cada camada tem um número máximo de elétrons que pode conter. A primeira camada armazena até dois elétrons, enquanto a segunda armazena até oito, por exemplo. Quando uma camada não está completamente cheia, o átomo é atraído por outros átomos que podem compartilhar elétrons para preencher os espaços vazios. O carbono pode se ligar a quatro outros átomos, porque tem quatro fendas abertas em sua camada de elétrons mais externa. Isso permite que os átomos formem ligações com muitos outros átomos.