Valentiniai elektronai yra tie elektronai, esantys tam tikro atomo išoriniame apvalkale, nuo kurių skaičiaus priklauso, kaip atomai sąveikauja vienas su kitu. Sakoma, kad atomas turi uždarą apvalkalą, kai turi pakankamai valentinių elektronų, kad būtų stabilus; kai jų nepakanka, sakoma, kad jis turi atvirą apvalkalą. Atomas su atviru apvalkalu nuolat bando pasiekti stabilumą, sudarydamas vieną iš daugelio cheminių reakcijų pamatų.
Atomas yra reaktyvus arba inertiškas, priklausomai nuo to, kiek jame yra valentinių elektronų. Labiausiai reaguojantys atomai yra tie, kurie turi vieną ar du prarasti arba tie, kurie turi vieną ar du įgyti, kad išlaikytų stabilumą. Dėl šios priežasties tauriosios dujos, kurios visos gamtoje turi uždarą išorinį apvalkalą, yra chemiškai inertiškos. Apskritai, kad atomas pasiektų stabilumą, reikia aštuonių elektronų. Dvi žymios išimtys yra vandenilis ir helis, kurių abiem reikia dviejų, kad būtų sukurtas uždaras apvalkalas.
Afinitetas atomams pasiekti stabilumą įgyjant arba prarandant valentinius elektronus yra dviejų tipų cheminių ryšių pagrindas: joninis ryšys ir kovalentinis ryšys. Joninės jungtys susidaro, kai vienas atomas „pavogia“ elektroną iš kito. To pavyzdys yra valgomoji druska (NaCl). Natris (Na) turi atsisakyti vieno elektrono. Kita vertus, chloras (Cl) turi būti pilnas.
Kad pasiektų stabilumą, chloras paims elektroną iš natrio. Tai leidžia abiem elementams pasiekti uždarą apvalkalą ir stabilumą. Dėl to natrio atomas tampa teigiamu jonu, o chloro atomas tampa neigiamu jonu. Tada priešingi krūviai pritrauks vienas kitą. Būdamos tirpale, šios molekulės taip pat praleidžia elektrą, nes jonai tirpale gali laisvai judėti.
Vanduo yra atomų, sudarančių kovalentinę jungtį, pavyzdys. Vandenilis turi vieną atomą įgyti arba prarasti, o deguoniui reikia dviejų, kad būtų pasiektas stabilumas. Tačiau šiuo atveju deguonis nepavogia elektronų iš dviejų vandenilio atomų. Atvirkščiai, deguonis ir du vandenilio atomai dalijasi elektronais, sudarydami vandens molekulę. Atomai taip pat gali naudoti kovalentinius ryšius, kad dalintųsi elektronais su to paties elemento atomais, pavyzdžiui, vandenilio molekulėje (H2).