Химические соединения, состоящие из атомов не менее двух элементов, имеют в качестве наименьших составных частей молекулы – электрически нейтральные группы атомов, или ионы – электрически заряженные атомы или группы атомов.
Из молекул составлены ковалентные соединения, обычно легколетучие.

Пример. Молекулы воды H₂O, аммиака NH₃ и диоксида углерода CO₂ построены из атомов различных неметаллических элементов, соединенных между собой ковалентными связями. Так, молекула воды H₂O составлена из двух атомов водорода H и одного атома кислорода O, причем атом кислорода образует отдельные ковалентные связи с каждым атомом водорода.

Молекула – это наименьшая частица химического соединения, обладающая его химическими свойствами.

Это определение молекулы действительно только при учете следующих двух ограничений. Во-первых, в форме молекул могут быть не только соединения, но и простые вещества. Молекулы химического соединения, т. е. сложного вещества, многоэлементны (H₂O, NH₃, CO₂, H₂SO₄), молекулы простых веществ – одноэлементны (H₂, O₂, N₂, Cl₂, S₈, P₄ и др.). Поэтому в приведенном выше определении молекулы речь идет о многоэлементных молекулах.

Если в химической реакции образуются простые вещества, то в первый момент возникновения эти вещества одноатомны (H, O, Cl). Их называют простыми веществами in statu nascendi(лат., в момент возникновения) или атомными простыми веществами, например атомный водород. Атомные простые вещества чрезвычайно химически активны, и поэтому, если нет другого реагента, в доли секунды они объединяются в многоатомные молекулы и образуют молекулярные простые вещества (H₂, O₂, Cl₂), обладающие меньшей реакционной способностью.

Во-вторых, большинство химических сложных веществ состоит не из молекул, а из ионов. Ионными соединениями являются все соли, а также солеобразные соединения. Составными частями таких соединений являются одноэлементные или многоэлементные ионы, соединенные между собой (в кристаллической решетке) ионной связью.

Примеры. Хлорид натрия NaCl состоит из ионов Na⁺ и Cl^–, пероксид натрия Na₂O₂ состоит из ионов Na⁺ и O₂^2-, сульфат меди (II) CuSO₄ состоит из ионов Cu²⁺ и SO₄^2-.

Ионные соединения не содержат молекул.

Химические свойства ионных соединений определяются одновременно обоими видами ионов (положительными ионами, или катионами и отрицательными ионами, или анионами), а, следовательно, сочетанием ионов, передаваемым формулами, например, NaCl, Na₂O₂, CuSO₄ (хотя молекулы такого состава в этих твердых веществах не содержатся). Для некоторых из таких веществ в газообразном состоянии можно получить отдельные частицы того же состава, что и в твердом состоянии; они называются ионными парами, и для отличия от ковалентных молекул изображаются с зарядами ионов, например [Na⁺][Cl^–].