A komplex molekulákat összetartó kovalens kötéseknek több fajtája létezik. A szén, a nitrogén és az oxigén egyaránt képes egyszeres és kétszeres kötések kialakítására, az első esetben kettő, a második négy elektronon osztoznak. A nitrogén és a szén háromszoros kötést is ki tud alakítani, ilyenkor hat elektron válik közössé. Ezek persze csak az egyszerűbb esetek, a benzolban például a kettős kötések második kötésének elektronjai nem rögzítettek, hanem delokalizált elektronfelhőt alkotnak.
A kötések erőssége erősen függ attól, hogy milyen atomokat tartalmaz a molekula. Számos információt lehet kideríteni a kötésekről: kiszámítható az energiájuk, tesztelhető reakcióképességük, azt azonban mindeddig nem sikerült megvalósítani, hogy egyetlen molekulán belül vizsgálják a kötések erejét. Az IBM zürichi kutatólaboratóriumában dolgozó francia és spanyol szakemberek azonban egy módosított atomerő-mikroszkóp segítségével nemrég sikerrel vették ezt az akadályt is.
A kovalens kötésekre vonatkozó szabályszerűségek első pillantásra elég egyszerűnek tűnnek: minél több elektron vesz részt a kötésben, az annál erősebb lesz, és minél erősebb a kötés, annál közelebb kerül egymáshoz az abban résztvevő két atom. Bonyolódik azonban a kép, ha nem egyszeres vagy kétszeres kötésekről van szó, hanem delokalizált elektronokról. A benzol esetében például három egyszeres és három kétszeres kötésre „futná” a rendelkezésre álló párosítatlan elektronokból, ehelyett azonban a második kötések elektronpárjai egyenletesen oszlanak el a gyűrűt alkotó összes kötésben, így a benzol szénatomjait tulajdonképpen másfélszeres kötések kapcsolják össze.
Még komplikáltabb a helyzet, ha a benzolgyűrű egy nagyobb molekula része, és további egyszeres és kétszeres kötések veszik körül. A hatvan atomos fullerénekben szénatomok öt- és hatfős gyűrűi kapcsolódnak egymáshoz. A hattagú gyűrűkben felváltva találunk egyszeres és kétszeres kötéseket (amelyekben a második kötést alkotó elektronpárok delokalizálódnak), míg az öttagúakban csak egyszeres kötések vannak, így minden egyes atom két benzolgyűrű és egy ötszög tagja. A bonyolult szerkezetnek köszönhetően azonban a hatszögekben nem a benzolban megszokott másfélszeres kötésekkel találkozunk, mivel a delokalizált elektronok a szomszédos gyűrűkben is éreztetik hatásukat. Ennek hatására további „töredékkötések” adódnak hozzá illetve vonódnak el az egyes kötések esetében, ami az energiák és a kapcsolódó atomok közti távolság apró eltéréseiben nyilvánul meg.
Ezeket a különbségeket azonban nagyon nehéz észlelni. Az atomerő-mikroszkóp egy olyan tűvel vizsgálja a molekula felszínének elektromos jellemzőit, amelynek a hegyét egyetlen atom alkotja. Felbontása azonban nem elég nagy ahhoz, hogy a kötéshosszok közti apró különbségeket is mérni tudja. A szakértők ezért egy szén-monoxid molekulával toldották meg a készülék hegyét, amely jelentősen megnövelte annak felbontását. A szakértők ilyen módon már 0,03 angströmös különbséget is észlelni tudtak a kötések hossza között.
A mellékelt képeket a Science oldalain tették közzé a kutatók, rajta jól látható, hogy a gyűrűk szoros közelsége milyen módosulásokat okoz az atomi kötések hosszában és erősségében. 
