Il est utile de classer les liaisons qui maintiennent les atomes entre eux dans les composés chimiques et les cristaux en trois types – ionique, covalent et métallique.
Comme son nom l’indique, la liaison ionique est due aux attractions entre les ions chargés positivement et négativement. Certains atomes ne sont pas en mesure de conserver tous leurs électrons en concurrence avec d’autres atomes avides d’électrons.
Dans ces conditions, ils perdent quelques électrons formant des cations, ions de charge positive ; les atomes avides d’électrons gagnent des électrons pour devenir des anions, ions de charge négative.
Les ions chargés positivement s’attirent mutuellement en formant des liaisons ioniques. La disposition optimale est celle qui entoure chaque ion chargé de plusieurs ions de charge opposée.
Lorsque les différents atomes sont des concurrents presque égaux pour les électrons, aucun ne peut en prendre un supplémentaire à l’autre, et donc de tels atomes se lient ensemble en partageant des électrons. Ce type de liaison est appelé liaison covalente. Elle maintient deux partenaires ensemble dans un arrangement géométrique très précis. Les deux atomes liés peuvent être considérés comme un ellipsoïde avec des noyaux aux deux foyers.
Des groupes d’atomes discrets liés par covalence se trouvent dans de nombreux minéraux. Ils ont généralement une charge négative nette et sont appelés groupes anioniques ou ions polyatomiques. Un exemple est l’ion phosphate dans lequel quatre atomes d’oxygène entourent un atome de phosphore central ; l’ensemble de l’unité se comporte comme un anion avec une charge de -3.
Plusieurs de ces groupes constituent la base des schémas courants de classification des minéraux (Dana, Strunz se lient entre eux par partage d’électrons, mais dans ces composés, les électrons sont partagés entre un grand nombre d’atomes et sont essentiellement libres de se déplacer d’atome en atome dans tout le matériau. Ce type de liaison est plus faible. Les forces de cisaillement peuvent faire glisser les atomes les uns par rapport aux autres, puis les relier à nouveau dans leur nouvelle position. C’est ce qui explique la présence de nombreux métaux. La circulation relativement libre des électrons explique la conductivité électrique et thermique des métaux.