Wasserstoff, Kohlenstoff und Sauerstoff bilden üblicherweise kovalente Bindungen. Es gibt zwei Formen kovalenter Bindungen, polare und unpolare, je nachdem, ob Atome Elektronen gleichmäßig teilen.
Atome sind stabil, wenn ihre äußere Hülle aus Elektronen voll ist. Wenn die Hülle nicht voll ist, reagieren Atome mit anderen Atomen, um Elektronen zu gewinnen, zu spenden oder zu teilen. Kovalente Bindungen sind eine gemeinsame Nutzung von Elektronen; eine gleichmäßige Elektronenverteilung führt zu einer unpolaren kovalenten Bindung. Unpolare Bindungen bestehen meist zwischen Atomen desselben Elements. Sauerstoff enthält beispielsweise sechs Elektronen in seiner äußeren Hülle. Um eine vollständige äußere Hülle von acht Elektronen zu erhalten, bilden Sauerstoffatome Doppelbindungen mit anderen Sauerstoffatomen. Da sie identische Atome sind, teilen sie sich die vier Elektronen zu gleichen Teilen.
Wenn Atome zweier verschiedener Elemente Elektronen teilen, bilden sie polare kovalente Bindungen. In polaren kovalenten Bindungen verbringen die geteilten Elektronen mehr Zeit in der Nähe eines Atoms als in der Nähe des anderen, was zu einer ungleichmäßigen Aufteilung und einer Teilladung beider Atome in der Bindung führt. Wasser ist ein Beispiel für eine polare kovalente Bindung. Im Wasser teilt sich Sauerstoff Elektronen mit zwei Wasserstoffatomen. Der Sauerstoff zieht jedoch die geteilten Elektronen stärker an, wodurch er eine negative Teilladung erhält und jeder Wasserstoff eine positive Teilladung erhält.
