离子而且共价化合物
结合的第二个普遍特征在早期也变得明显化学．人们发现有两大类复合这可以通过它们在水中溶解时的行为来区分。一个班级由电解质:这些化合物之所以叫这个名字是因为它们溶解了解决方案这行为电．另一类人，非电解质，溶解产生不导电的溶液。这两类化学键之间的差异使人们认为化学键有两种类型。电解质产生离子在解决方案;一个离子是带电的原子并运输它电荷当它穿过溶液的时候。因此，电解质要么在溶解前由离子组成，要么在溶解时产生离子。非电解质不产生离子时溶解并且不是由未溶解状态的离子组成。
很明显，有些化合物是由离子组成的，而另一些化合物是由以不同方式结合在一起的原子群组成的。后一种化合物被称为共价．事实上，人们花了很长时间才证实离子存在的观点，甚至在溶解发生之前，直到20世纪初才获得关键证据，具体地表明存在不同的实体钠阳离子(带正电的原子)，Na+，和氯化物阴离子(带负电荷的原子)，Cl−,在固体氯化钠(氯化钠)。
的元素周期表
价电子的形态和成键的类型离子或共价-具有元素俄罗斯化学家使用的证据的关键成分是什么门捷列夫来编译的元素周期表，其中的化学元素以一种显示家族相似性的方式排列。因此,氧气而且硫(S)，两者都有一个典型的价2个，被归为同一个家族，而且氮而且磷(P)，具有典型的3价，被放在邻近的家庭。元素周期表，如，已被证明是化学中最统一的概念，因为它概括了大量的性质。金属元素通常位于表的左边，通常形成离子化合物。非金属元素之间形成大量共价化合物，通常位于表的右侧。如果现在表的第3列到第12列的元素带的特殊情况，称为过渡元素，则元素的典型化合价从最左边的1开始递增，向右以1为单位递增，在前面的族中达到4碳(C)然后以1到1的步骤落在本身所包含的家庭氯由氟(F)最后，这里有一种化合价模式，任何化学键形成的解释都需要证明这种模式是正确的。
门捷列夫所不知道的，直到19世纪末和20世纪初才被发现的另一个元素家族，最初被认为是惰性因此被称为惰性气体．这个家庭是由氦(他)和包括霓虹灯(Ne),氩(Ar),氪(Kr),氙(Xe),氡(Rn)。直到20世纪60年代，它们的化学惰性才被克服，家族中的一些成员(基本上只有氪和氙)被诱导形成化合物。因此，该名称惰性气体被这个词取代了惰性气体，这反映了一种化学上的超然，而不是完全的惰性。这一系列元素起初似乎与化学键的理解无关。然而，它们不容易形成任何化学键这一事实被证明对现代化学键形成理论的发展至关重要。
原子存在的其他证据
阿伏伽德罗定律
直到20世纪初，一些人才开始关注原子假设只不过是一种未经证实的假设或者一种方便的会计手段。现实原子和分子他们形成了广泛的主张，但绝不是普遍接受。然而，随着实验证据的积累，对原子存在的反对逐渐减弱。在这些具有重要历史意义的证据中，有对气体体积的定量测量。因此，有人指出，当水分解为电解(即通过传递一个电流通过它)，气体氢而且氧气以2:1的体积比例生产。这一观察引导了这位意大利科学家阿米地奥•阿伏伽德罗提出相等体积的气体(同时温度和压强)包含相同数量的分子。水的电解被认为是与水一致的分子由两个氢原子和一个氧原子组成的，因此与化学公式H2(现在我们知道氢气由氢组成2O的分子和氧气2分子，但这个重要的细节并不影响解释。)
气体动力学理论
测量到的气体体积证实了原子和分子的存在。的出现科学力学的发展促进了对原子和分子的理解，因为气体的性质是根据它们是由无穷无尽的微小粒子组成的假设来预测的混乱的运动．从这个气体动力学模型(看到气体:气体的动力学理论)，可以计算出气体施加的压力和它的分子的平均速度，并且非常符合观察获得了。