een atoom dat meer of minder elektronen in een baan heeft dan protonen in zijn kern wordt een ion genoemd. Zodra het elektron uit zijn valentieschil is overgebracht, zal het natriumatoom een elektron missen; het zal daarom een positieve lading hebben en een natriumion worden. Tegelijkertijd zal het chlooratoom, dat een extra elektron heeft gekregen, een negatieve lading aannemen en een chloorion worden. De elektrische kracht tussen deze twee tegengesteld geladen ionen is aantrekkelijk en sluit ze samen. De resulterende natriumchlorideverbinding is een kubisch kristal, algemeen bekend als gewoon keukenzout.

de tweede bindingsstrategie hierboven wordt beschreven door de kwantummechanica. Wanneer twee atomen dicht bij elkaar komen, kunnen ze een paar buitenste elektronen delen (denk aan de atomen als het heen en weer gooien van de elektronen tussen hen) om een covalente binding te vormen. Covalente bindingen komen vooral voor in organische materialen, waar moleculen vaak lange ketens van koolstofatomen bevatten (die vier elektronen in hun valentieschelp hebben).

tenslotte geeft in sommige materialen elk atoom een buitenelektrontje af dat dan vrij drijft—in essentie wordt het elektron gedeeld door alle atomen in het materiaal. De elektronen vormen een soort zee waarin de positieve ionen zweven als knikkers in melasse. Dit wordt de metaalbinding genoemd en, zoals de naam al aangeeft, het is wat Metalen bij elkaar houdt.

Er zijn ook manieren voor atomen en moleculen om zich te binden zonder daadwerkelijk elektronen uit te wisselen of te delen. In vele molecules zijn de interne krachten zodanig dat de elektronen neigen om aan één eind van de molecule te clusteren, die het andere eind met een positieve Last verlaten. Over het algemeen heeft de molecule geen netto elektrische lading—het is gewoon dat de positieve en negatieve ladingen op verschillende plaatsen worden gevonden. Bijvoorbeeld, in water (H2O) de elektronen hebben de neiging om het grootste deel van hun tijd in de buurt van het zuurstofatoom, waardoor het gebied van de waterstofatomen met een positieve lading. Moleculen waarvan de ladingen op deze manier zijn gerangschikt, worden polaire moleculen genoemd. Een atoom of ion dat een polair molecuul benadert van zijn negatieve kant, bijvoorbeeld, zal een sterkere negatieve elektrische kracht ervaren dan de verder weg gelegen positieve elektrische kracht. Daarom lossen veel stoffen op in water: het polaire watermolecuul kan ionen uit materialen trekken door elektrische krachten uit te oefenen. Een speciaal geval van polaire krachten doet zich voor in wat de waterstofbinding wordt genoemd. In veel situaties, wanneer waterstof een covalente binding vormt met een ander atoom, bewegen elektronen naar dat atoom, en de waterstof krijgt een lichte positieve lading. De waterstof trekt op zijn beurt weer een ander atoom aan, waardoor een soort brug tussen de twee wordt gevormd. Veel belangrijke moleculen, waaronder DNA, zijn afhankelijk van waterstofbindingen voor hun structuur.

ten slotte is er een manier om een zwakke binding te vormen tussen twee elektrisch neutrale atomen. De Nederlandse natuurkundige Johannes Van der Waals theoretiseerde voor het eerst een mechanisme voor een dergelijke binding in 1873, en het is nu bekend als Van der Waals krachten. Wanneer twee atomen elkaar benaderen, oefenen hun elektronenwolken afstotende krachten op elkaar uit, zodat de atomen gepolariseerd raken. In dergelijke situaties is het mogelijk dat de elektrische aantrekking tussen de kern van het ene atoom en de elektronen van het andere de afstotende krachten tussen de elektronen zal overwinnen en een zwakke band zal vormen. Een voorbeeld van deze kracht kan worden gezien in gewone grafiet potlood lood. In dit materiaal worden koolstofatomen in platen bijeengehouden door sterke covalente bindingen, maar de platen worden alleen bij elkaar gehouden door Van der Waals krachten. Als er een potlood over papier wordt getrokken, breken de Van der Waals krachten en verdwijnen er vellen koolstof. Dit is wat de donkere potlood streep creëert.