Przydatna jest klasyfikacja wiązań, które utrzymują atomy ze sobą w związkach chemicznych i kryształach na trzy rodzaje – jonowe, kowalencyjne i metaliczne.
Jak sama nazwa wskazuje, wiązanie jonowe jest spowodowane przyciąganiem między dodatnio i ujemnie naładowanymi jonami. Niektóre atomy nie są w stanie zachować wszystkich swoich elektronów w konkurencji z innymi atomami chciwymi elektronów.
W tych warunkach tracą one kilka elektronów tworząc kationy, jony o ładunku dodatnim; atomy chciwe elektronów zyskują elektrony stając się anionami, jonami o ładunku ujemnym.
Opozycyjnie naładowane jony przyciągają się wzajemnie tworząc wiązania jonowe. Optymalny układ to taki, który otacza każdy naładowany jon kilkoma naładowanymi jonami o przeciwnym ładunku.
Gdy różne atomy są prawie równymi konkurentami o elektrony, żaden nie może zabrać dodatkowego od drugiego, a więc takie atomy łączą się ze sobą dzieląc się elektronami. Ten rodzaj wiązania nazywany jest wiązaniem kowalencyjnym. Utrzymuje ono dwóch partnerów razem w bardzo precyzyjnym układzie geometrycznym. Dwa związane atomy mogą być postrzegane jako elipsoida z jądrami w dwóch ogniskach.
Dyskretne kowalencyjnie związane grupy atomów znajdują się w wielu minerałach. Te zazwyczaj mają ujemny ładunek netto i są nazywane grupami anionowymi lub jonami poliaminowymi. Przykładem jest jon fosforanowy, w którym cztery atomy tlenu otaczają centralny atom fosforu; cała jednostka zachowuje się jak anion o ładunku -3.
Wiele z tych grup stanowi podstawę wspólnych schematów klasyfikacji minerałów (Dana, Strunz wiążą się ze sobą przez wymianę elektronów, ale w tych związkach elektrony są dzielone między dużą liczbę atomów i są zasadniczo wolne do poruszania się od atomu do atomu w całym materiale. Ten typ wiązania jest słabszy. Siły ścinające mogą powodować ślizganie się atomów względem siebie, a następnie ponowne wiązanie w nowej pozycji. To wyjaśnia właściwości wielu metali. Względnie swobodny przepływ elektronów wyjaśnia przewodnictwo elektryczne i cieplne metali.