私たちの体や身の回りの何千もの物質のほとんどは分子でできており、分子は100種類以上の元素の原子でできています。原子はどこから来たのでしょう？どうやって分子を形成するのか？
約138億年前、ビッグバンが起こり、現在の宇宙が誕生した。ビッグバン后に最初に形成された元素は主に水素とヘリウム（约3 1）である。約3億年後、物質が凝縮して星が形成され始めた。恒星内部の高温高圧は熱核反応を引き起こし、炭素、酸素、マグネシウム、ケイ素、鉄などの重い元素を合成する。鉄より重い元素は、超新星爆発の激しい条件下で生成されます。
数億年から数十億年の間に、宇宙には水素からプルトニウムまで94種類の元素が存在しました。それで話が終わり、各原子の中の電子が自分の原子核の周りを回っているだけで、原子同士が互いに無関係になっているとしたら、それは“残念”です。このようにして、世界には原子だけがあり、分子はなく、ましてや万物も生命もありません。そんな世界はなんと退屈でしょう。幸いなことに、原子間の電子の移動と共有によって分子の形成が可能になり、カラフルな世界が実現しました。
原子間で電子が移動し共有される理由を理解するには、原子中の電子の動きから始める必要があります。原子では、電子は正の電荷を帯びた原子核の周りを回転する。これは、重力によって地球を周回する人工衛星とほぼ同じです。しかし、衛星軌道の高度は連続的に変動し、衛星間の相互作用はほとんどなく、それぞれ独立して動作します。原子の中では、多くの電子が小さな空間に詰め込まれており、電子は負に帯電しており、相互作用がなければなりません。原子の中の“秩序”を維持するためには、電子の動きは厳格な規則に従わなければなりません。電子は一定の軌道に沿って移動しなければならず、各軌道には2個しか収まらない。これらの軌道は階層的に配置されており、電子は常に最もエネルギーの低い内側の軌道から始まります。この配置の結果、最も外側の層は最大4つの軌道を持ち、最大8個の電子を保持できる。
最も外側の軌道がすべて電子で満たされている場合、原子は完全なキルトで覆われており、最も“快適”です。それらは他の原子を“軽蔑”し、単一原子状態で安定して存在する。もし原子がこのようになっていたら、分子は存在せず、あなたも私も存在しません。幸いにも、そのような元素はあまりなく、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドンの6種類しかなく、不活性元素と呼ばれています。
ほとんどの元素の原子では、最も外側の軌道は満たされていない。それは原子がボロボロのキルトで覆われ、“不快”を感じ、完全なキルトを持つ方法を見つけるようなものです。
その一つが電子転送です。最も外側の電子の数が1つまたは2つで8個になる場合（例えば、塩素原子の外側に7個の電子がある場合）、最も簡単な方法は他の原子から電子を“つかむ”ことである。これは、自分のキルトの穴を埋めるために“他人”のキルトの材料を使用するのと同じです。最も外側の電子の数が非常に少ない場合（例えばナトリウムが1個）、それは布の塊であり、キルトではありません。より良い方法は、これらの少数の電子を単に“捨てる”ことです。とにかく、完全な服（内側の電子）があります。このような“欲しい”、“与えたい”があれば、電子は原子から原子へと移動する。電子を与えた原子は正に帯電し、電子を与えた原子は負に帯電し、電荷の引力によって互いに“鎖”されています。塩化ナトリウム（塩）はこのように形成されます。
最も外側の電子を8個集める方法は電子共有ですあなたが電子を出し私が電子を出しますみんなで共有します2つの原子がそれぞれ電子を増やしたのと同じです2つの電子は同時に2つの原子核の周りを回転し、2つの原子を“結びつける”。2つの原子が不完全なキルトを一つのキルトにまとめて一緒に使うようなものですこの共有は、2つの酸素原子が2対の電子を共有して酸素分子（O 2）を形成するような類似の原子間でも起こり、1つの酸素原子と2つの水素原子が電子を共有して水分子（H 2 O）を形成するような異なる原子間でも起こり得る。タンパク質や核酸などの生体高分子を含む多くの分子は、電子の共有によって形成されています。
したがって、分子の形成は、原子間の外側の電子移動と共有の結果である。これは原子の“毛皮”を動かすだけですが、世界のあらゆる物質の基礎となり、生命の出現を可能にしました。