化学反応は電子の移動にともなって結合の切断と生成が行われる。化学結合と電子の移動方法に着目して化学反応を分類すると、イオン反応 (ionic reaction)、ラジカル反応 (free-radical reaction)、ペリ環状反応 (pericyclic reaction) に分けることが出来る。イオン反応は、空のσ軌道に対して一方の分子から電子対が供与されて結合が生成する化学反応で、電子求引性や電子供与性など原子間の電荷の偏りにより反応の方向が支配される。また、ラジカル反応は空のσ軌道に対して双方の分子から1電子ずつ電子が供与されて結合が生成する化学反応である。一方、ペリ環状反応はエネルギー準位の近い異なる分子のπ軌道同士がσ軌道に転化することで結合が生成する化学反応である。