Kovalente Bindungen entstehen, wenn Atome ihre Valenzelektronen mit anderen Atomen teilen, um ein stabileres Molekül zu werden. Atome teilen ihre Elektronen, um ihre äußerste Schicht – die Valenzschale – vollständig aufzufüllen. Zwei kovalent gebundene Atome haben weniger Energie als die einzelnen Atome, wodurch die gebundenen Atome stabiler werden.
Atome bilden aufgrund der Oktettregel kovalente Bindungen. Die Oktettregel besagt, dass alle Atome eines Moleküls acht Elektronen in ihrer Valenzschale haben müssen. Diese Regel kann erfüllt werden, indem man Elektronen teilt, verliert oder gewinnt. Eine kovalente Bindung ermöglicht es Atomen, die Oktettregel durch Teilen zu erfüllen.
Der Grund, warum Atome in kovalenten Bindungen die Oktettregel erfüllen, indem sie Elektronen teilen, anstatt Elektronen zu verlieren oder zu gewinnen, liegt darin, dass sich kovalente Bindungen zwischen Atomen mit ähnlicher Elektronegativität bilden. Die Elektronegativität misst die Tendenz eines Atoms, Elektronen anzuziehen. Atome mit ähnlicher Elektronegativität sind eher bereit, Elektronen zu teilen als solche mit unterschiedlicher Elektronegativität.
In einem Molekül können sich gleichzeitig bis zu drei kovalente Bindungen bilden. Bei einer Einfachbindung teilen sich zwei Atome ein Elektronenpaar. Eine Doppelbindung teilt zwei Elektronenpaare; es ist stärker als eine Einfachbindung, erzeugt aber auch ein weniger stabiles Molekül, da es reaktiver ist. Die Dreifachbindung teilt sich drei Elektronenpaare, was sie zur am wenigsten stabilen kovalenten Bindung macht.