Un legame chimico è una forza di natura elettrostatica che tiene uniti tra loro due o più atomi. L’atomo è la particella più piccola che conserva le caratteristiche chimiche di un elemento. Qualunque sostanza, sia essa solida, liquida o gassosa, è composta da atomi. A sua volta ogni atomo è formato da particelle più piccole: un nucleo di protoni e neutroni, intorno al quale si muovono gli elettroni. I protoni e gli elettroni possiedono carica elettrica. La carica dei protoni è positiva, quella degli elettroni è negativa. In generale, all’interno dell’atomo, il numero dei protoni è pari a quello degli elettroni. Così le rispettive cariche si bilanciano, e la carica complessiva dell’atomo è pari a zero.

A volte, tuttavia, per raggiungere una configurazione elettronica più stabile, un atomo cattura uno o più elettroni di un altro atomo. Così il numero dei suoi elettroni supera quello dei protoni, e la carica dell’atomo diventa negativa. Un atomo di questo tipo viene chiamato anione. Al contempo, l’atomo che cede gli elettroni si ritrova ad avere più protoni che elettroni: quindi la sua carica diventa positiva. Questo tipo di atomo prende il nome di catione. Poiché hanno carica opposta, l'anione e il catione sviluppano una forte attrazione reciproca e si instaura un legame ionico. Ma quello ionico è solo uno tra i possibili legami chimici. Un altro tipo di legame si stabilisce quando due atomi condividono una o più coppie di elettroni. Entrambi gli elettroni condivisi, di una coppia, subiscono l’attrazione di tutti e due i nuclei. In questo caso si parla di legame covalente. Un terzo tipo di legame chimico si ha quando alcuni atomi condividono tutti i loro elettroni più esterni, i cosiddetti elettroni di valenza. In pratica, gli atomi vanno a costituire un reticolato tenuto insieme da forze elettrostatiche. Si tratta del legame metallico.

In natura esistono 92 elementi. Attraverso i legami chimici, atomi di diversi elementi possono combinarsi e formare nuove sostanze, i composti. Le caratteristiche di ogni composto dipendono dal tipo di legame chimico che tiene uniti i suoi atomi.
I composti ionici sono relativamente deboli e si sciolgono in acqua. Un esempio di composto ionico è il cloruro di sodio, cioè il sale da tavola. I composti covalenti hanno caratteristiche più varie. In natura si presentano come solidi, liquidi o gas. Tra i composti covalenti più noti ci sono l’acqua, l’alcol e il DNA. Infine i metalli sono resistenti, malleabili e conducono l’energia elettrica e il calore.