Elinizde tuttuğunuz kitap, televizyonun camı ve mobilyası, yanınızda duran meyve tabağı, oturduğunuz koltuk, yerdeki parkeler, tavandan sarkan avize, halı, eliniz, tırnaklarınız, içtiğiniz su... Bunların her biri birbirinden tamamen farklı özelliklere sahip maddelerdir. Peki her biri atomlardan meydana gelen bu maddeler nasıl olur da birbirlerinden bu kadar farklı özelliklere ve görünüme sahip olabilir? Bu sorunun cevabı moleküllerde saklıdır. Doğada var olan yaklaşık 109 farklı atomun çeşitli miktarlarda ve çeşitli şekillerde biraraya gelmesi yeryüzündeki bu müthiş çeşitliliği meydana getirmiştir.
Sadece 109 atomun farklı kombinasyonlarla biraraya gelmesiyle oluşan çeşitlilik gerçekten olağanüstüdür. Oluşan her maddenin bir veya birkaç kullanım yeri vardır ve birçoğu canlılık için hayati öneme sahiptir. Şimdi bir düşünelim. Siz 109 ayrı parçanın kombinasyonu ile kaç farklı madde meydana getirebilirsiniz? Ayrıca bu maddelerin tümünün kullanılabilir olmasını sağlayabilir misiniz? Elbette verebileceğiniz sayı sınırlıdır. Oysa hayranlık verici bir yaratılış ile bu 109 farklı atom, muazzam çeşitlilikte sayısız maddenin dışında, koku, tat, renk, sertlik, yumuşaklık, akışkanlık, uçuculuk gibi detaylar da meydana getirirler. Bu muhteşem sanat eşsiz güzellikleri ve çeşitliliği sağlarken, yaşamın meydana gelmesi için de gereklidir. Örneğin, sadece suyun üç farklı halde bulunabilmesi bile yaşamın temel sebeplerinden birini oluşturmaktadır. (Bu konuya ileride daha detaylı olarak değinilecektir.)
Peki bu 109 atom nasıl milyarlarca farklı molekül meydana getirir? İşte elektronların önemi burada ortaya çıkar. Bir molekülün oluşması için elektronlar bir atomdan diğerine iletilir veya iki atom arasında ortak kullanılırlar. Böylelikle ortaya en az iki atomdan oluşan bir molekül çıkar. Bahsettiğimiz bu işlem elbette tek bir cümle ile açıklanamayacak kadar komplekstir. İki atomun söz konusu elektron alışverişi "kimyasal bağ" olarak adlandırılır. Ancak ortada aslında herhangi bir bağ yoktur. Sadece bir elektron iki atom arasında gidip gelmektedir. Atomları birbirlerine bağlayan unsur elektronun bir atomdan diğerine yaptığı bu yolculuktur. Elektronların paylaşımı anlamına gelen bu kimyasal bağların şekli, biraraya gelen atomların niteliği ve sayıları, molekülün de niteliğini belirler. Konuyu daha iyi anlamak için öncelikle moleküllerin oluşmasını sağlayan söz konusu kimyasal bağları incelemek yerinde olacaktır.