Art des Zusammenhalts der Atome in Atomverbänden bzw. Moleküle in Molekülverbänden. Die Kräfte, von denen Atome bzw. Moleküle zusammengehalten werden, sind elektrischer bzw. elektrostatischer Natur (Coulomb-Kräfte). Nach der Stärke dieser Kräfte werden Hauptvalenzbindungen bzw. Primärbindungen mit Bindungsenergien zwischen 50 und 1.000 kJ/mol und Nebenvalenzbindungen bzw. Sekundärbindungen mit Bindungsenergien unter 50 kJ/mol unterschieden. Hauptvalenzbindungen wirken innerhalb von Molekülen auf Bindungsabstände und nehmen mit zunehmendem Kernabstand exponentiell ab. Unterschieden werden drei Grenzfälle, die selten rein auftreten: die kovalenten Bindungen (auch: homöopolare Bindungen bzw. Atom- oder Elektronenpaarbindungen), die Metallbindungen und die Ionenbindungen (auch: heteropolare Bindungen). Nebenvalenzbindungen wirken als zwischenmolekulare Kräfte über weite Distanzen. Man unterscheidet Wasserstoffbrücken, Dipol-Dipol-Bindungen, Van-der-Waals-Kräfte u. a.
Bei Kunststoffen findet man die Hauptvalenzbindungen innerhalb der Makromolekülketten und in den Vernetzungsstellen bei Duroplasten; die Nebenvalenzbindungen bewirken bei Thermoplasten den Zusammenbau und den Zusammenhalt der Makromoleküle zum polymeren Festkörper bzw. sind maßgebend für die teilkristalline Ordnung, die mechanische Festigkeit, Adsorption, Löslichkeit und Quellung.
Bei Metallen bzw. Metalllegierungen, wie z. B. austenitischen Edelstahllegierungen, sind vor allem die energiereichen Metallbindungen von Bedeutung für den Aufbau und den Zusammenhalt der metallischen Gitterstruktur.
Für Oberflächenkontaminationen von Kunststoffen oder austenitischen Edelstahllegierungen sind im Besonderen die Sekundärkräfte wie z. B. Van-der-Waals-Kräfte und Wasserstoffbrücken verantwortlich.
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