Este utilă clasificarea legăturilor care țin atomii unul de altul în compuși chimici și cristale în trei tipuri – ionică, covalentă și metalică.
După cum sugerează și numele, legătura ionică se datorează atracțiilor dintre ionii încărcați pozitiv și negativ. Unii atomi nu sunt capabili să-și păstreze toți electronii în competiția cu alți atomi avizi de electroni.
În aceste condiții ei pierd câțiva electroni formând cationi, ioni cu sarcină pozitivă; atomii avizi de electroni câștigă electroni pentru a deveni anioni, ioni cu sarcină negativă.
Ionii cu sarcină opusă se atrag între ei formând legături ionice. Aranjamentul optim este cel care înconjoară fiecare ion încărcat cu mai mulți ioni încărcați cu sarcină opusă.
Când diferiții atomi sunt concurenți aproape egali pentru electroni, niciunul nu poate lua unul în plus de la celălalt, astfel că astfel de atomi se leagă între ei prin partajarea electronilor. Acest tip de legătură se numește legătură covalentă. Ea ține împreună doi parteneri într-un aranjament geometric foarte precis. Cei doi atomi legați pot fi văzuți ca un elipsoid cu nucleele la cele două focare.
Grupuri discrete de atomi legați covalent se găsesc în multe minerale. Acestea au de obicei o sarcină negativă netă și se numesc grupuri anionice sau ioni poliatomici. Un exemplu este ionul fosfat în care patru atomi de oxigen înconjoară un atom de fosfor central; întreaga unitate se comportă ca un anion cu o sarcină de -3.
Multe dintre aceste grupuri stau la baza schemelor comune de clasificare a mineralelor (Dana, Strunz se leagă între ele prin partajarea electronilor, dar în acești compuși electronii sunt împărțiți între un număr mare de atomi și sunt în esență liberi să se deplaseze de la un atom la altul în tot materialul. Acest tip de legătură este mai slabă. Forțele de forfecare pot face ca atomii să alunece unul față de celălalt și apoi să se lege din nou în noua poziție. Acest lucru explică existența multor metale. Fluxul relativ liber al electronilor explică conductivitatea electrică și termică a metalelor.