El poder de combinación de los átomos y la estructura de las moléculas aún no poseen explicaciones convincentes. El modelo atómico de Ernest Rutherford junto con el número atómico de Henry Moseley permiten una interpretación del enlace químico basada en la estructura electrónica del átomo.

• Walter Kossel (Alemania; 1888 - 1956) sugiere que los átomos tienden a adquirir la configuración de gas noble (la más estable); pueden enlazarse entre sí convirtiéndose en iones mediante la ganancia o pérdida de electrones, dando lugar al enlace iónico, que sólo explica la formación de compuestos polares.

• Gilbert Norton Lewis (EE.UU.; 1875 - 1946) e Irving Langmuir (EE.UU.; 1881 - 1957) proponen, de forma independiente que, los átomos pueden enlazarse entre sí mediante la compartición de electrones, con lo que pueden adquirir también la configuración de gas noble, dando lugar a un enlace covalente, que sólo explica la formación de compuestos no polares.

Ambos modelos tienen el gran mérito de poner de relieve la contribución de los electrones de los átomos para la formación de los enlaces químicos propios de las moléculas. Son eficaces por su simplicidad, pero son modelos límites, por lo que no son aplicables a la gran variedad de compuestos de carácter intermedio.