kaikki intramolekulaariset ja molekyylien väliset vuorovaikutukset ovat seurausta varattujen hiukkasten välisistä sähköstaattisista vuorovaikutuksista. Kaikki molekyylit koostuvat kolmesta subatomisesta hiukkasesta: protoneista, neutroneista ja elektroneista. Neutroneilla ei ole varausta, mutta protoneilla ja elektroneilla on yhtä suuret mutta vastakkaiset varaukset. Näiden maksujen suuruus on kiinteä. Tämä arvo on alkeisvaraus, e. konvention mukaan protoneilla määritellään olevan positiivisia varauksia ja elektroneilla negatiivisia varauksia. Näiden varausten magnitudilla on alkeisvarauksena tunnettu vakioarvo e=1,602176565 (35) × 10-19 C. ε0 on tyhjiön permittiivisyysvakio, joka on yhtä suuri kuin 8,854187817… 10-12 F / m (faradeja metriä kohti).

kahden varatun hiukkasen vuorovaikutuksen potentiaalienergiapinta laskettuna Coulombin lain avulla.

tästä sähköstaattisesta vuorovaikutuksesta johtuva kahden varautuneen hiukkasen välinen voima on

Coulombin laki (voima)

F ( r ) = − 1 4 π ϵ 0 Q A q B r A B 2 {\displaystyle F(r)={\frac {-1}{4\pi \epsilon _{0}}}{\frac {q_{a}q_{B}}{r_{AB}^{2}}}}

tässä yhtälössä R A B {\displaystyle r_{AB}} on hiukkasten A ja B välinen etäisyys. Varaus on skalaarisuure, jossa on merkki ja magnitudi.

on usein kätevämpää keskustella molekyylien välisistä voimista vuorovaikutuksen potentiaalienergian kannalta. Kahden varautuneen hiukkasen, joita merkitään A: lla ja B: llä, vuorovaikutuksen potentiaalienergia voidaan määrittää integroimalla hiukkasten välillä koettu voima, jos ne siirrettiin äärettömästä erotuksesta, jossa molekyylien välinen vuorovaikutus on nolla, etäisyyteen ( R A B {\displaystyle r_{AB}} ), jonka ne todellisuudessa erottavat,

V ( r ) = ∫ ∞ r − 1 4 π ϵ 0 q A q B R A B 2 D R {\displaystyle {\mathcal {v}}(r)=\int _{\infty }^{R}{\frac {-1}{4\pi \Epsilon _{0}}}{\frac {Q_{a}Q_{B}}{R_{ab}^{2}}}Dr} = 1 4 π ϵ 0 Q A q B r and B | ∞ R A B {\displaystyle ={\frac {1}{4\pi \epsilon _{0}}}{\frac {Q_{a}Q_{b}}{r_{ab}}}{\bigg |}_{\infty }^{r_{ab}}} = − = 1 4 π ϵ 0 Q A Q B R A B {\displaystyle =\left-\left={\frac {1} {4\pi \epsilon _{0}}} {\frac {Q_{a} Q_{B}} {r_{ab}}}
Coulombin laki (potentiaalienergia)

V ( r ) = 1 4 π ϵ 0 Q A q B r A B {\displaystyle {\mathcal {V}} (r)={\frac {1} {4\pi \epsilon _{0}}} {\frac {q_{a} q_{b}} {r_{AB}}}

ionisilla molekyyleillä on varauksellisia coulombisia vuorovaikutuksia. Jos varauksissa on sama merkki (esimerkiksi kaksi positiivista Ionia), vuorovaikutus on repulsiivinen. Jos syytteissä on vastakkainen merkki, vuorovaikutus on houkuttelevaa.