Kovalentna vez se pojavi, ko si dva ali več atomov deli en ali več parov elektronov. Plasti elektronov, ki se vrtijo okoli jedra atoma, so stabilne le, če ima najbolj oddaljena plast določeno število. Primerjajte to kemično lastnost s trikrakim blatom - da bo stabilno, mora imeti vsaj tri noge. Atomi delujejo enako, saj je stabilnost odvisna od pravega števila elektronov.
Dvoatomske molekule
Najpogostejša kovalentna vez je prisotna v dvoatomskih molekulah ali tistih, sestavljenih iz dveh istih atomov. Kisik se naravno pojavlja kot O2, vodik (H2) in klor (Cl2) pa se v naravi pojavljata enako.
Enojne elektronske vezi
Klor in vodik nastaneta z delitvijo enega para elektronov. To pomeni, da je v najbolj oddaljeni elektronski plasti vsakega atoma po en elektron iz vsakega atomskega para in si ga delita oba atoma. Plin metan ali CH4 se tvori tudi z eno samo elektronsko vezjo. Vsak atom vodika deli en elektron z atomom ogljika. Kot rezultat ima atom ogljika v zunanji plasti stabilno število osmih elektronov, vsak atom vodika pa ima v svoji samotni plasti celoten sklop dveh elektronov.
Dvojne elektronske vezi
Dvojna kovalentna vez nastane, ko si pari atomov delijo dva elektrona med seboj. Kot je mogoče pričakovati, so te spojine bolj stabilne kot vodik ali klor, ker je vez med atomi dvakrat močnejša od enoelektronskih kovalentnih vezi. Molekula O2 deli 2 elektrona med vsakim atomom, kar ustvarja zelo stabilno atomsko strukturo. Kot rezultat, preden kisik reagira z drugo kemikalijo ali spojino, mora biti kovalentna vez pretrgana. Takšen postopek je elektroliza, tvorba ali razgradnja vode na njene kemične elemente, vodik in kisik.
Plinast pri sobni temperaturi
Delci, ki nastanejo s kovalentno vezjo, so pri sobni temperaturi plinasti in imajo zelo nizka tališča. Medtem ko so vezi med atomi v posamezni molekuli zelo močne, pa so vezi iz ene molekule v drugo zelo šibke. Ker je kovalentno vezana molekula zelo stabilna, molekule nimajo nobenega kemičnega razloga za medsebojno interakcijo. Posledično te spojine ostanejo v plinastem stanju pri sobni temperaturi
Električna prevodnost
Kovalentno vezane molekule se od ionskih spojin razlikujejo še drugače. Ko se ionsko vezana spojina, kot je običajna kuhinjska sol (natrijev klorid, NaCl), raztopi v vodi, bo voda prevajala elektriko. V raztopini se ionske vezi razgradijo in posamezni elementi se pretvorijo v pozitivno in negativno nabite ione. Vendar se zaradi trdnosti vezi, ko se kovalentna spojina ohladi na tekočino, vezi ne razgradijo na ione. Posledično raztopina ali tekoče stanje kovalentno vezane spojine ne prevaja elektrike.