Les liaisons covalentes sont le type de liaison chimique le plus fort et sont créées entre des atomes ayant une électronégativité similaire. En général, l’électronégativité augmente vers la droite du tableau périodique et diminue vers le bas du tableau. L’électronégativité n’est pas une propriété atomique, mais apparaît lorsque les atomes interagissent les uns avec les autres.
Selon la théorie atomique moderne, les atomes ont des électrons qui les entourent dans des coquilles appelées orbitales. Chaque orbitale a un nombre maximal d’électrons et chaque atome «veut» maximiser ses électrons dans chaque orbitale. Les gaz nobles sont les éléments les plus stables car leurs orbitales électroniques portent toutes le nombre maximum d’électrons. Ils sont incapables de former des liaisons covalentes.
Lorsque deux atomes ou plus ont une électronégativité similaire, les conditions sont réunies pour une liaison covalente. Les orbitales électroniques des deux atomes recherchent un nombre similaire d’autres électrons pour maximiser leurs couches électroniques. Lorsque les atomes sont réunis, leurs couches d’électrons s’entremêlent et créent ce qu’on appelle des orbitales moléculaires, où les électrons errent librement entre les deux atomes et orbitent autour des noyaux des deux. Cela rend les matériaux liés par covalence, tels que le diamant et de nombreux métaux, assez conducteurs. En revanche, les liaisons ioniques, telles que le type de liaisons qui maintiennent ensemble le chlorure de sodium (sel), les électrons restent dans leurs atomes respectifs et la structure moléculaire globale est donc plus faible.
Les liaisons covalentes ne sont pas courantes dans les processus de la vie car il faut trop d’énergie pour les séparer, ce qui les rend trop difficiles à travailler. Selon le nombre de paires d’électrons partagées, la liaison est caractérisée comme simple, double, triple, etc. Certains des métaux aux points de fusion les plus élevés, le molybdène et le rhénium, ont des liaisons quadruples. Les liens quintuples et sextuples sont assez rares, et il y a de bonnes raisons de croire que rien dans le tableau périodique ne peut aller au-delà d’un lien sextuple.
Comme indiqué précédemment, covalent est le type de liaison chimique le plus fort possible. Les autres liaisons chimiques comprennent les liaisons ioniques, les liaisons hydrogène et la force de van der Waals. Il existe de nombreux autres types d’obligations rares et exotiques, mais ces quatre sont de loin les plus courantes.