Částice mohou být stabilnější, pokud se sloučí s jinými částicemi, neboli mezi sebou vytvoří chemickou vazbu. Vazeb se obvykle účastní valenční elektrony, nové vazby se tvoří při chemických reakcích. Díky chemickým vazbám mohou vznikat molekuly (částice z více atomů/iontů), ale také sloučeniny (ty jsou tvořeny molekulami, které obsahují více různých prvků).

Kovalentní vazba

V rámci jednoduché kovalentní vazby jsou atomy spojené díky elektronovému páru. Kovalentních vazeb mezi atomy může být i více, na dvojné vazbě se podílí 2 elektronové páry (4 elektrony), na trojné se podílí 3 elektronové páry (6 elektronů). Díky kovalentní vazbě atomy obvykle dosahují elektronové konfigurace nejbližšího vzácného plynu.

Dle polarity, rozdílu elektronegativit () zúčastněných atomů, se rozlišuje:

• nepolární vazba – Vazebné elektrony jsou rozloženy téměř rovnoměrně ().
• polární vazba – Vazebné elektrony jsou posunuty k atomu s vyšší elektronegativitou ().
• iontová vazba – Tvoří se ionty ().

Hranice mezi výše uvedenými typy vazeb jsou neostré. Obvykle platí, že polární (iontové) látky se rozpouštějí v polárních rozpouštědlech, nepolární v nepolárních.

Koordinačně kovalentní vazba

V rámci této vazby je jeden atom dárce (donor) elektronového páru a druhý je příjemce (akceptor). Uplatňuje se např. při vzniku amonného kationtu (, N poskytuje elektronový pár) nebo u komplexních sloučenin.

Kovová vazba

Vzniká v kovech v tuhém stavu, elektrony se volně pohybují mezi částicemi. Tato vazba podmiňuje vlastnosti kovů: elektrickou a tepelnou vodivost, kujnost, tažnost.

Slabé vazebné interakce

Vodíkové můstky vznikají mezi atomem vodíku a atomem s vysokou elektronegativitou (F, O, N), který obsahuje aspoň jeden volný elektronový pár. Zvyšují teplotu varu látek (např. vody), jsou zásadní třeba pro stavbu dvoušroubovice DNA.

Van der Waalsovy síly jsou slabší než vodíkové můstky, díky nim se na určitou vzdálenost přitahují/odpuzují všechny typy částic.

Ionty

Ionty jsou elektricky nabité částice vznikající z atomu přijetím či odevzdáním elektronů. Náboj iontů se vyjadřuje arabskou číslicí v horním indexu za značkou prvku. Rozlišují se kladně nabité kationty (počet p⁺ > počet e⁻, např. kation vápenatý = ) a záporně nabité anionty (počet p⁺ < počet e⁻, např. anion chloridový = ).