Poziom energetyczny zajmowany przez elektrony
Powłoka zewnętrzna decyduje o wiązaniach
Elektrony zajmują powłoki wokół jądra, każdą na innym poziomie energetycznym. Pierwsza powłoka mieści do dwóch elektronów, druga do ośmiu, a trzecia do 18. Najbardziej zewnętrzna zajęta powłoka to powłoka walencyjna, a jej elektrony, elektrony walencyjne, biorą udział w wiązaniach chemicznych. Atomy dążą do uzupełnienia powłoki walencyjnej przez uwspólnianie, przyjmowanie lub oddawanie elektronów. Dlatego węgiel zwykle tworzy cztery wiązania kowalencyjne, a tlen dwa.