週期表前面十几个元素的电子数量，除了氦元素以外。他的模型还可以解释极性化合物（离子化合物）的形成机制，但无法解释非极性化合物的形成机制。直到1916年，他才发表这些早期论述，他并且提议，结合成分子的两个原子之间的非极性键是一对共用电子。这非极性键被称为共价键。这一对共用电子称为「电子对」。他的提议对于现代化学产生重大影响。基本而言，极性键与非极性键的物理行为都相同：原子与原子共同分享电子。1919年，欧文·朗缪尔将路易斯的立方形原子模型加以改良延伸，他提议，所有电子都分佈于一层层同心的（接近同心的）、等厚度