Химической связью называют совокупность взаимодействий атомов, приводящую к образованию устойчивых систем (молекул, кристаллов, комплексов и т.д.)

Первые попытки создания теории химической связи относятся к началу 19 века. Берман и Бертолле предложили гравитационную теорию химической связи, согласно которой взаимодействие частиц связывалось с силами всемирного тяготения. Однако свойства сил тяготения – пропорциональность массе, действие на любых расстояниях – не подтверждались при образовании химической связи.

Берцелиус выдвинул электрохимическую теорию химической связи, согласно которой каждый атом состоит из двух полюсов (положительного и отрицательного), причем преобладает у каждого атома какой-то один полюс. За счет электростатического взаимодействия полюсов противоположной полярности атомы связываются между собой. Данная теория не объясняла существование прочных молекул, состоящих из одинаковых по полярности атомов.

В 1915 г. немецкий ученый Коссель предложил первую научную теорию ионной связи. В основу своей теории Коссель положил представление об особой устойчивости электронов в атомах инертных газов. Коссель считал, что инертные газы не обладают способностью к образованию химической связи, т.к. имеют стабильные и энергетически устойчивые электронные группировки (1 s ² у гелия и n s ² n p ⁶ у других инертных газов). Атомы других элементов, вступая во взаимодействие, стремятся образовать стабильную электронную структуру ближайшего инертного газа. Одним атомам это удается путем потери электронов, другим – путем присоединения.

Например, при взаимодействии калия и фтора атом калия отдает свой валентный электрон атому фтора и превращается в положительный однозарядный ион с электронной конфигурацией инертного газа аргона. Атом фтора, присоединяя электрон, превращается в отрицательный однозарядный ион с электронной конфигурацией инертного газа неона. Разноименно заряженные ионы стягиваются силами электростатического притяжения, образуя ионную молекулу фторида калия.

Эта теория применима лишь в ограниченном кругу соединений с противоположной электроотрицательностью, под которой понимают способность атома притягивать к себе электроны, участвующие в образовании химической связи. Существует огромное число соединений, состоящих из двух и более атомов с одинаковой или близкой электроотрицательностью, которые не укладываются в рамки теории Косселя.

В 1916 г. Льюис выдвинул положение об образовании химической связи за счет общих электронных пар – теорию парно-электронной связи. Согласно этой теории тенденция атомов достроить свой внешний электронный слой может быть реализована путем обобществления нескольких электронов путем образования общих электронных пар, дополняя число электронов во внешнем слое до двух или восьми. Химическая связь, возникшая за счет обобществления электронов, получила название ковалентной.

Теория Льюиса являлась более универсальной, т.к. обобществлять электроны могли атомы как с противоположной, так и с одинаковой электроотрицательностью. Однако причины спаривания электронов при образовании химической связи оставались неясными, ведь электроны имеют одинаковый заряд и должны отталкиваться.