원자는 가장 바깥 쪽의 원자가 껍질(valence shell)이 전자로 가득 차 있을 때 가장 안정적입니다. 그러나 대부분의 원소는 자연적으로 완전한 원자가 껍질을 가지지 않기 때문에, 일부 원자들은 다른 원자와 전자를 공유하여 공유결합을 형성하여 안정을 찾습니다. 이러한 방식으로 두 개 이상의 원자가 결합될 때 이걸 분자(molecule)이라고 부르고 분자가 둘 이상의 다른 원소로 구성될 때 이걸 화합물(compound)라고 부릅니다.
모든 원자는 안정을 원하며 안정성을 얻을 수 있는 한 가지 방법은 다른 원자와 전자를 공유하는 것입니다. 일반적으로 이런 공유는 원자가 껍질에 있는 전자를 완전히 채워줍니다. 두 원자가 한 쌍의 전자를 공유를 공유하는 것을 공유결합(covalent bond)이라고 합니다. 두 개 이상의 원자가 함께 공유결합 될 때마다 이걸 분자라고 부릅니다.
화합물은 둘 이상의 원소가 일정한 비율로 결합된 물질입니다. 많은 분자는 화합물이지만 모든 화합물이 분자는 아닙니다 (예: 이온결합에 참여하는 원자로 구성된 화합물). 분자 화합물의 예로는 물(H2O) 분자가 있습니다. 물 분자는 어디에서 발견되든 산소 원자당 두 개의 수소 원자가 항상 들어있고, 이 세 원자가 공유결합을 통해 하나의 물 분자를 구성합니다.
