kémiai kötés, molekula – Atomok molekulákká egyesülhetnek a közöttük kialakuló kémiai kötésekkel. A viszonylag kevésszámú elem között rendkívül változatos, nagyszámú molekula (vegyület) alakulhat ki a kémiai kötések változatos tuljdonságai alapján. A kémiai kötésekkel az atomok alacsonyabb energiájú állapotba lépnek (kötési energia). A kémiai kötés jellege lehet kovalens (közös elektronállapotok), ionos (elektron átadás), fémes (elektron leadás), vagy gyenge van der Waals (semleges atomok vagy molekulák között, folyadék vagy szilárd fázisban). Molekulapályák atomi pályák kombinációiból alakulnak ki. A legegyszerűbb molekula a H₂, melynél a két mag körüli 1s elektronpályák képezik a molekulapályát, két ellentétes spinű elektront fogadva be (kötési energia 4,5 eV). Atomi s és p pályákból sp hibrid pályák alakulhatnak ki kötéseknél. A vízmolekulában az O atom két sp pályája lép kötésbe a két H atom 1s pályáival, míg egy C atom négy sp hibrid pályája négy H atom 1s pályáival alakíthat ki molekulapályákat (CH₄), melyeken két-két ellentétes spinű elektron van tetrahedrális kötési szögekkel. Két C atom között kialakulhat kettős (C₂H₄) és hármas (C₂H₂) kötés is. A kémiai köté­sek kialakulásával értelmezhetők a molekulák elektromos és mágneses tulaj­donságai: pl. a vízmolekula elektromos dipóllal rendelkezik, míg az NO paramágneses. Molekulák térszerkezetének kialakításában fontos szerepet játszik a másodlagos hidrogénkötés is.