Kovalenttinen sitoutuminen tapahtuu, kun kahdella tai useammalla atomilla on yksi tai useampi elektronipari. Atomin ytimen ympäri pyöritettävät elektronikerrokset ovat stabiileja vain, kun uloimmassa kerroksessa on määritelty määrä. Vertaa tätä kemiallista ominaisuutta kolmijalkaiseen jakkaraan - jotta se olisi vakaa, sillä on oltava vähintään kolme jalkaa. Atomit toimivat samalla tavalla, koska vakaus riippuu oikeasta elektronien lukumäärästä.
Kaksiatomiset molekyylit
Yleisin kovalenttinen sidos on läsnä bi-atomisissa molekyyleissä tai kahdessa samassa atomissa koostuvissa molekyyleissä. Happi esiintyy luonnollisesti O2: na, ja vety (H2) ja kloori (Cl2) esiintyvät luonnossa samalla tavalla.
Yksielektronisidokset
Kloori ja vety muodostuvat jakamalla yksi elektronipari. Tämä tarkoittaa kunkin atomin uloimmassa elektronikerroksessa yhtä elektronia kustakin atomiparista ja jaettua kahden atomin kesken. Metaanikaasu tai CH4 muodostuu myös yhden elektronisidoksen kautta. Jokaisella vetyatomilla on yksi elektroni hiiliatomin kanssa. Tämän seurauksena hiiliatomin ulkokerroksessa on vakaa lukumäärä kahdeksan elektronia, ja kullakin vetyatomilla on yksinäisessä kerroksessaan kahden elektronin täydellinen komplementti.
Kaksinkertaiset elektronisidokset
Kaksinkertainen kovalenttinen sidos muodostuu, kun atomiparit jakavat kaksi elektronia niiden välillä. Kuten voidaan odottaa, nämä yhdisteet ovat vakaampia kuin vety tai kloori, koska atomien välinen sidos on kaksi kertaa niin vahva kuin yhden elektronin kovalenttiset sidokset. O2-molekyyli jakaa 2 elektronia kunkin atomin välillä, mikä luo erittäin vakaan atomirakenteen. Tämän seurauksena, ennen kuin happi reagoi toisen kemikaalin tai yhdisteen kanssa, kovalenttinen sidos on katkaistava. Yksi tällainen prosessi on elektrolyysi, veden muodostuminen tai hajoaminen sen kemiallisiksi alkuaineiksi, vedyksi ja hapeksi.
Kaasumainen huoneenlämmössä
Kovalenttisen sidoksen avulla muodostuneet hiukkaset ovat kaasumaisia huoneenlämpötilassa ja niiden sulamispisteet ovat erittäin alhaiset. Vaikka yksittäisen molekyylin atomien väliset sidokset ovat erittäin vahvoja, molekyylistä toiseen olevat sidokset ovat hyvin heikkoja. Koska kovalenttisesti sitoutunut molekyyli on erittäin stabiili, molekyyleillä ei ole kemiallista syytä olla vuorovaikutuksessa toistensa kanssa. Tämän seurauksena nämä yhdisteet pysyvät kaasumaisessa tilassa huoneenlämpötilassa
Sähkönjohtavuus
Kovalenttisesti sitoutuneet molekyylit eroavat ionisista yhdisteistä toisella tavalla. Kun ionisesti sitoutunut yhdiste, kuten tavallinen pöytäsuola (natriumkloridi, NaCl), liuotetaan veteen, vesi johtaa sähköä. Ionisidokset hajoavat liuoksessa ja yksittäiset elementit muuttuvat positiivisesti ja negatiivisesti varautuneiksi ioneiksi. Sidoksen lujuuden takia, kun kovalenttinen yhdiste on jäähtynyt nesteeksi, sidokset eivät hajoa ioneiksi. Tämän seurauksena kovalenttisesti sitoutuneen yhdisteen liuos tai nestemäinen tila ei johda sähköä.