Ai là người đầu tiên muốn giải thích liên kết hóa học?
Mô hình thật sự ưu tiên về liên kết hóa học đã được nhà hóa học Mỹ, Gilbert Lewis đưa ra từ năm 1916. Nó bắt nguồn từ việc phát hiệnn ra electron vài năm trước đó. Mô hình này rất có lợi cho các nhà hoá học, vì nó giúp dự đoán số liên kết mà mỗi nguyên tử tạo nên và giải thích thành phần của các phân tử theo các quy tắc đơn giản và có hiệu quả. Nó chia electron của một nguyên tử thành hai loại: loại giữa, không tác dụng hóa học, và loại hóa trị, có số lượng bằng con số trong cột bảng phân loại tuần hoàn có chứa nguyên tố. Chẳng hạn, hydro hoặc natri có một electron hóa trị, còn cacbon có bốn và cho là bảy. Vì gần như tất cả các phân tử bền đã biết vào thời ấy có số electron hóa trị chẵn, nên Lewis đã đưa ra định đề về sự tồn tại các cặp electron. Các liên kết được đảm bảo nhờ những cặp nối, nhưng cũng có các ''cặp tự do'' không tham gia trực tiếp. Muốn tạo nên các liên kết này, thì các nguyên tử xếp chung, cho hoặc nhận electron. Mục đích của mỗi nguyên tử là có tám electron bao quanh (trừ hydro và heli, chỉ cần hai là đủ): đó là quy tắc bát tử (octet), do nhà hoá học Đức, Richard Abegg đưa ra năm 1904. Ví dụ, trong phân tử nước, được tạo thành từ một nguyên tử oxy và hai nguyên tử hydro, thì oxy lúc đầu có sáu electron hóa trị, đã chia sẻ một electron với từng nguyên tử hydro. Vì vậy oxy lại có tám electron hóa trị, trong khi mỗi nguyên tử hydro với hai electron hóa trị, cũng có ''phần'' của nó. Tuy vậy, mô hình này không đáp ứng hoàn toàn, vì nó bị giới hạn ở những phân tử chỉ có các electron bắt cặp. Do đó, nó không giải thích được tại sai phân tử đioxy (O2 mà chúng ta thở) lại có hai electron đơn độc. Ngoài ra, nếu nó giải thích được số liên kết trong phân tử, thì 1ại không giải thích được hình dạng của phân tử này. Hơn nữa, nếu nó mô tả các liên kết được hình thành như thế nào, thì lại không giải thích được bản chất sâu xa từ đó. Nó dựa trên những quy tắc theo kinh nghiệm mà cơ sở vật lý ít ra cũng có thể tranh cãi. Chẳng hạn, các electron mang điện tích giống nhau tạo thành cặp bằng cách nào? Các định luật tĩnh điện cho thấy chúng sẽ phải đẩy nhau. Nhà hoá học Canada, Ronald Gillespie, đã đề nghị cải tiến thuyết của Lewis để giúp dự đoán hình dạng của phần lớn các phân tử: tách cặp electron càng xa nhau càng tốt.
