Los enlaces covalentes son el tipo de enlace químico más fuerte y se crean entre átomos con electronegatividad similar. En general, la electronegatividad aumenta hacia la derecha de la tabla periódica y disminuye hacia abajo. La electronegatividad no es una propiedad atómica, pero surge cuando los átomos interactúan entre sí.
Según la teoría atómica moderna, los átomos tienen electrones rodeándolos en capas llamadas orbitales. Cada orbital tiene un número máximo de electrones, y cada átomo «quiere» maximizar sus electrones en cada orbital. Los gases nobles son los elementos más estables porque sus orbitales de electrones transportan el número máximo de electrones. Son incapaces de formar enlaces covalentes.
Cuando dos o más átomos tienen electronegatividad similar, las condiciones son propicias para la unión covalente. Los orbitales de electrones de ambos átomos buscan un número similar de otros electrones para maximizar sus capas de electrones. Cuando los átomos se juntan, sus capas de electrones se entremezclan y crean algo llamado «orbitales moleculares», donde los electrones deambulan libremente entre ambos átomos y orbitan los núcleos de ambos. Esto hace que los materiales unidos covalentemente, como el diamante y muchos metales, sean bastante conductores. Por el contrario, los enlaces iónicos, como el tipo de enlaces que mantienen unido el cloruro de sodio (sal), los electrones se mantienen en sus respectivos átomos y, como resultado, la estructura molecular general es más débil.
Los enlaces covalentes no son comunes dentro de los procesos de la vida porque se necesita demasiada energía para romperlos, lo que hace que sea demasiado difícil trabajar con ellos. Dependiendo del número de pares de electrones compartidos, el enlace se caracteriza como simple, doble, triple, etc. Algunos de los metales con los puntos de fusión más altos, el molibdeno y el renio, tienen enlaces cuádruples. Los enlaces quíntuples y séxtuples son bastante raros, y hay buenas razones para creer que nada en la tabla periódica puede ir más allá de un enlace séxtuple.
Como se indicó anteriormente, el covalente es el tipo de enlace químico más fuerte posible. Otros enlaces químicos incluyen enlaces iónicos, enlaces de hidrógeno y la fuerza de van der Waals. Hay muchos otros tipos de vínculos raros y exóticos, pero estos cuatro son, con mucho, los más comunes.