Os átomos se combinam quando a camada mais externa, ou camada de valência, dos elétrons não é preenchida com dois elétrons (se houver apenas uma camada) ou oito elétrons (se tiver mais de uma camada). Os átomos se combinam para preencher a camada mais externa e se tornam compostos estáveis, seja perdendo elétrons para se tornarem íons ou ganhando elétrons. Os átomos podem se combinar com elementos semelhantes ou diferentes.
Os átomos são compostos de prótons, nêutrons e elétrons. Enquanto os prótons e nêutrons são mantidos no núcleo e têm um valor consistente, os elétrons circulam o átomo em camadas e os átomos podem adicionar ou perder elétrons, se necessário. A primeira camada, que está mais próxima do núcleo, contém apenas dois elétrons em sua órbita. Outras camadas podem conter oito elétrons em órbita. A camada mais próxima do núcleo é preenchida primeiro, depois a próxima e assim por diante, até que não haja mais elétrons para usar. O átomo nunca cria mais camadas do que o necessário para abrigar os átomos em órbita. A camada mais externa, chamada de camada de valência, deve ser completa para ser estável. No entanto, os átomos geralmente não têm elétrons suficientes para preencher a camada mais externa. Portanto, o átomo forma pares com outros átomos para preencher essa camada mais externa. O átomo emparelhado pode ser o mesmo elemento, um elemento diferente ou vários elementos diferentes.