Valenčni elektroni so tisti elektroni v zunanji lupini danega atoma, katerih število določa, kako atomi medsebojno delujejo. Atom naj bi imel zaprto lupino, kadar ima dovolj valenčnih elektronov, da je stabilen; ko jih ni dovolj, naj bi imela odprto lupino. Atom z odprto lupino nenehno poskuša doseči stabilnost, kar je eden od temeljev številnih kemičnih reakcij.
Atom je reaktiven ali inerten, odvisno od tega, koliko valenčnih elektronov ima. Najbolj reaktivni atomi so tisti, ki lahko izgubijo enega ali dva, ali tisti, ki lahko pridobijo enega ali dva, da ohranijo stabilnost. Zaradi tega so žlahtni plini – ki imajo v naravi zaprto zunanjo lupino – kemično inertni. Na splošno je potrebnih osem elektronov, da atom doseže stabilnost. Dve pomembni izjemi sta vodik in helij, oba pa potrebujeta dva za izdelavo zaprte lupine.
Afiniteta za atome, da dosežejo stabilnost s pridobivanjem ali izgubo valenčnih elektronov, je osnova za dve vrsti kemičnih vezi: ionsko vez in kovalentno vez. Ionske vezi nastanejo, ko en atom “ukrade” elektron drugemu. Primer tega je kuhinjska sol (NaCl). Natrij (Na) ima en elektron, ki ga je treba odpovedati. Po drugi strani pa mora biti klor (Cl) popoln.
Da bi dosegel stabilnost, bo klor vzel elektron iz natrija. To omogoča, da oba elementa dosežeta zaprto lupino in stabilnost. Rezultat tega je, da natrijev atom postane pozitiven ion, atom klora pa negativni ion. Nasprotni naboji se nato privlačijo. Ko so v raztopini, te molekule prevajajo tudi elektriko, saj se ioni v raztopini prosto gibljejo.
Voda je primer atomov, ki tvorijo kovalentno vez. Vodik ima en atom, ki ga lahko pridobi ali izgubi, kisik pa potrebuje dva, da doseže stabilnost. V tej aplikaciji pa kisik ne ukrade elektronov iz dveh vodikovih atomov. Namesto tega si kisik in dva vodikova atoma delita elektrone in tvorita molekulo vode. Atomi lahko uporabljajo tudi kovalentne vezi za delitev elektronov z atomi istega elementa, na primer v molekuli vodika (H2).