Ковалентний зв’язок відбувається, коли два або більше атомів ділять одну або кілька пар електронів. Шари електронів, що обертаються навколо ядра атома, стабільні лише тоді, коли крайній шар має задане число. Порівняйте цю хімічну властивість із триногим табуретом - для того, щоб він був стійким, він повинен мати принаймні три ніжки. Атоми функціонують однаково, оскільки стабільність залежить від потрібної кількості електронів.
Двоатомні молекули
Найбільш поширений ковалентний зв’язок присутній у двоатомних молекулах, або таких, що складаються з двох однакових атомів. Кисень у природі зустрічається як O2, а водень (H2) і хлор (Cl2) у природі з’являються однаково.
Одноелектронні зв’язки
Хлор і водень утворюються шляхом спільного використання пари електронів. Це означає, що в зовнішньому електронному шарі кожного атома по одному електрону від кожної пари атомів діляться між двома атомами. Газ метану, або СН4, також утворюється через єдиний електронний зв’язок. Кожен атом водню має один електрон з атомом вуглецю. Як результат, атом вуглецю має у своєму зовнішньому шарі стабільну кількість восьми електронів, і кожен атом водню має повний комплект двох електронів у своєму самотньому шарі.
Подвійні електронні зв’язки
Подвійний ковалентний зв’язок утворюється, коли пари атомів ділять між собою два електрони. Як і можна було очікувати, ці сполуки стабільніші, ніж водень або хлор, оскільки зв’язок між атомами вдвічі міцніший за одноелектронні ковалентні зв’язки. Молекула O2 розділяє по 2 електрони між кожним атомом, створюючи високостійку атомну структуру. В результаті, перш ніж кисень вступить в реакцію з іншою хімічною речовиною або сполукою, ковалентний зв’язок повинен розірватися. Одним з таких процесів є електроліз, утворення або розпад води на її хімічні елементи - водень і кисень.
Газоподібний при кімнатній температурі
Частинки, утворені ковалентним зв’язком, є газоподібними при кімнатній температурі та мають надзвичайно низькі температури плавлення. Хоча зв’язки між атомами в окремій молекулі дуже сильні, зв’язки від однієї молекули до іншої дуже слабкі. Оскільки ковалентно зв’язана молекула є дуже стабільною, молекули не мають хімічних причин взаємодіяти одна з одною. В результаті ці сполуки залишаються в газоподібному стані при кімнатній температурі
Електропровідність
Ковалентно зв’язані молекули відрізняються від іонних сполук іншим чином. Коли іонно-зв’язана сполука, така як звичайна кухонна сіль (хлорид натрію, NaCl), розчиняється у воді, вода буде проводити електрику. У розчині іонні зв’язки розщеплюються, і окремі елементи перетворюються на позитивно і негативно заряджені іони. Однак через міцність зв'язку, коли ковалентна сполука охолоне до рідини, зв'язки не розпадаються на іони. Як результат, розчин або рідкий стан ковалентно зв’язаної сполуки не проводить електрику.