Les atomes se combinent pour former des composés à cause des forces électriques qui les attirent l'un vers l'autre. Le processus par lequel deux atomes se lient est appelé liaison.
Les atomes sont définis par leur nombre d'électrons. Un atome d'hydrogène a un seul électron, tandis qu'un atome de carbone en a six. Ces électrons sont organisés en niveaux, ou couches de valence. Chaque couche a un nombre maximum d'électrons qu'elle peut contenir. La première couche contient jusqu'à deux électrons, tandis que la seconde en contient jusqu'à huit, par exemple. Lorsqu'une coquille n'est pas complètement pleine, l'atome est attiré par d'autres atomes qui peuvent partager des électrons pour remplir les emplacements vides. Le carbone peut se lier à quatre autres atomes, car il a quatre fentes ouvertes dans sa couche électronique la plus externe. Cela permet aux atomes de former des liaisons avec de nombreux autres atomes.