Valentni elektroni su oni elektroni u vanjskoj ljusci danog atoma, čiji broj određuje kako atomi međusobno djeluju. Za atom se kaže da ima zatvorenu ljusku kada ima dovoljno valentnih elektrona da bi bio stabilan; kad ih nema dovoljno, kaže se da ima otvorenu školjku. Atom s otvorenom ljuskom neprestano pokušava postići stabilnost, čineći jedan od temelja mnogih kemijskih reakcija.
Atom je reaktivan ili inertan ovisno o tome koliko valentnih elektrona ima. Najreaktivniji atomi su oni koji imaju jedan ili dva za izgubiti ili oni koji imaju jedan ili dva za dobiti kako bi održali stabilnost. Iz tog razloga, plemeniti plinovi – od kojih svi imaju zatvorenu vanjsku ljusku u prirodi – kemijski su inertni. Općenito, osam elektrona je potrebno da bi atom postigao stabilnost. Dvije značajne iznimke su vodik i helij, od kojih su oba potrebna dva za stvaranje zatvorene ljuske.
Sklonost atomima za postizanje stabilnosti dobivanjem ili gubljenjem valentnih elektrona daje temelj za dvije vrste kemijskih veza: ionsku vezu i kovalentnu vezu. Ionske veze nastaju kada jedan atom “ukrade” elektron drugom. Kuhinjska sol (NaCl) je primjer toga. Natrij (Na) ima jedan elektron koji treba odustati. Klor (Cl), s druge strane, treba da bude potpun.
Kako bi postigao stabilnost, klor će uzeti elektron iz natrija. To omogućuje oba elementa postizanje zatvorene ljuske i stabilnosti. Rezultat toga je da atom natrija postaje pozitivan ion, a atom klora postaje negativan ion. Suprotni naboji će se tada međusobno privlačiti. Kada su u otopini, te molekule također provode električnu energiju, budući da se ioni mogu slobodno kretati u otopini.
Voda je primjer atoma koji tvore kovalentnu vezu. Vodik ima jedan atom za dobivanje ili gubitak, a kisiku su potrebna dva za postizanje stabilnosti. U ovoj primjeni, međutim, kisik ne krade elektrone s dva atoma vodika. Umjesto toga, kisik i dva vodikova atoma dijele elektrone, tvoreći molekulu vode. Atomi također mogu koristiti kovalentne veze za dijeljenje elektrona s atomima istog elementa, kao što je u molekuli vodika (H2).