캐러더스 는 과학 연구 가 자신 의 삶 에 비 어 있 던 감정 적 인 공동 을 채워 준다는 사실 을 깨달 았 다 . 그 는 " 일 을 할 수 있 는 장소 , 그리고 내 손 과 마음 이 할 수 있 는 일 , 이것 은 나 를 압도 하 는 필수 조건 이 되 었 다 … 이성 적 인 것 은 아니 고 , 존재 의 가장 깊 은 심연 에서 자연 발생 적 으로 솟아오르 는 것 이 었 다 . " 라고 썼 다 . 그래서 그 의 스승 들 이 새로운 유기 화합물 을 합성 하 느라고 분주 하 게 일 할 때 , 캐러더스 는 화학 반응 은 왜 , 어떻게 일어나 는가 하 는 더 깊 은 문제 를 파고들 었 다 . 1866 년 에 이미 에드워드 프랭클랜드 ( Edward Frankland ) 는 원자 의 결합력 또는 원자가 와 관련 하 여 ' 결합 ' 이 라는 용어 를 만들 어 냈 다 . 그리고 캐러더스 가 연구 하 던 그 무렵 에 는 과학자 들 은 결합 이 본질 적 으로 전기 적 인 성질 을 지니 고 있 고 , 전자 와 관련 이 있 다는 사실 을 알 고 있 었 다 . 캐러더스 는 원자 들 이 결합 하 여 분자 를 이룰 때 전자 들 이 어떤 행동 을 하 는지 알 고 싶 었 다 . 그 는 사우스다코타 대학 에서 남 는 시간 을 이용 해 막 나온 원자 가 이론 을 시험 해 보 려고 노력 했 다 . 이 를 위해 그 는 거의 동일 한 성질 을 가졌 지만 구조 가 서로 다른 두 화합물 을 비교 연구 했 다 .