În substanţe, atomii nu se află izolaţi, ci sunt uniţi între ei prin legături chimice, în ansambluri mai mari, de tipul moleculelor sau al reţelelor cristaline.
Legăturile chimice sunt interacţiuni puternice care se stabilesc între atomi cu participarea electronilor de valenţă.
Proprietăţile substanţelor depind de natura particulelor componente (atomi, ioni, molecule) şi de natura interacţiunilor ce se exercită între aceste particule.
Se cunosc trei tipuri de legături chimice, diferenţiate între ele prin modul de realizare: legătura ionică, legătura covalentă, legătura metalică.
Legătura ionică
Legătura ionică se realizează prin transfer de electroni, de la atomii elementului cu caracter metalic pronunţat la atomii elementului cu caracter nemetalic pronunţat şi prin stabilirea forţelor de atracţie electrostatică între ionii de semn contrar formaţi.
Simbolul Lewis, Structura Lewis
Un simbol Lewis este format din simbolul unui element înconjurat de puncte, prin care sunt reprezentaţi electronii de pe ultimul strat.
O structură Lewis este o reprezentare a legăturilor chimice dintre atomii unei molecule și a perechilor de electroni neparticipanți care există în moleculă.
Legătura covalentă
Legătura covalentă se realizează prin punere în comun de electroni.
Când atomii nemetalelor se combină între ei, dobândesc configuraţiile stabile de gaz nobil, pe ultimul strat, prin punere în comun de electroni.
Exemplu (H2)
Atomul de hidrogen (1H: 1s1) tinde să dobândească configuraţia 1s2 a heliului, gazul nobil cel mai apropiat de hidrogen în tabelul periodic. În acest scop, doi atomi de hidrogen se vor apropia până când îşi vor întrepătrunde orbitalii 1s, rezultând un nou orbital, numit orbital molecular de legătură. În acest orbital molecular, care înconjoară ambele nuclee de hidrogen, gravitează cei doi electroni, câte unul de la fiecare atom de hidrogen.
Cu alte cuvinte, cei doi atomi de hidrogen au pus în comun câte un electron. Perechea de electroni pusă în comun aparţine, în egală măsură, fiecărui atom de hidrogen. Ea se reprezintă printr-o liniuţă, numită covalenţă, pusă între simbolurile chimice H-H.
Cei doi atomi de hidrogen sunt astfel legaţi între ei, formând molecula de hidrogen, cu formula chimică H2.