Bindningen som förenar två väteatomer i en vätgasgasmolekyl är en klassisk kovalent bindning. Bindningen är lätt att analysera eftersom väteatomerna bara har en proton och en elektron vardera. Elektronerna finns i väteatomens enda elektronskal, som har plats för två elektroner.

Eftersom väteatomerna är identiska, kan ingen av dem ta elektronen från den andra för att slutföra sitt elektronskal och bilda en jonisk bindning. Som ett resultat delar de två väteatomerna de två elektronerna i en kovalent bindning. Elektronerna tillbringar större delen av sin tid mellan de positivt laddade vätekärnorna och lockar dem båda till den negativa laddningen för de två elektronerna.

TL; DR (för lång; läste inte)

Molekyler av vätgas består av två väteatomer i en kovalent bindning. Väteatomer bildar också kovalenta bindningar i andra föreningar, såsom i vatten med en syreatom och i kolväten med kolatomer. När det gäller vatten kan de kovalent bundna väteatomer bilda ytterligare intermolekylära vätebindningar som är svagare än de kovalenta molekylbindningarna. Dessa bindningar ger vatten några av dess fysiska egenskaper.
Kovalenta bindningar i vatten

Väteatomerna i H _{2O-vattenmolekylen bildar samma typ av kovalenta bindningar som i vätgas men med syre atom. Syreatom har sex elektroner i sitt yttersta elektronskal, som har plats för åtta elektroner. För att fylla sitt skal delar syrgasatomen de två elektronerna från de två väteatomerna i en kovalent bindning.}

Förutom den kovalenta bindningen bildar vattenmolekylen ytterligare intermolekylära bindningar med andra vattenmolekyler. Vattenmolekylen är en polär dipol, vilket innebär att den ena änden av molekylen, syreänden, laddas negativt, och den andra änden med de två väteatomerna har en positiv laddning. Den negativt laddade syreatomen i en molekyl lockar en av de positivt laddade väteatomerna i en annan molekyl och bildar en dipol-dipolvätebindning. Denna bindning är svagare än den kovalenta molekylära bindningen, men den håller vattenmolekylerna samman. Dessa intermolekylära krafter ger vattenspecifika egenskaper såsom hög ytspänning och en relativt hög kokpunkt för molekylens vikt.
Kol- och väte-kovalenta bindningar.

Kol har fyra elektroner i sitt yttersta elektronskal, som har plats för åtta elektroner. Som ett resultat delar kol i en konfiguration fyra elektroner med fyra väteatomer för att fylla dess skal i en kovalent bindning. Den resulterande föreningen är CH <4, metan.

Medan metan med dess fyra kovalenta bindningar är en stabil förening, kan kol ingå i andra bindningskonfigurationer med väte och andra kolatomer. De fyra yttre elektronkonfigurationen tillåter kol att skapa molekyler som utgör grunden för många komplexa föreningar. Alla sådana bindningar är kovalenta bindningar, men de tillåter kol stor flexibilitet i dess bindningsbeteende.
Kovalenta bindningar i kolkedjor

När kolatomer bildar kovalenta bindningar med färre än fyra väteatomer, finns extra bindande elektroner kvar i kolatomernas yttre skal. Två kolatomer som bildar kovalenta bindningar med tre väteatomer kan till exempel bilda en kovalent bindning med varandra och dela sina enskilda kvarvarande bindningselektroner. Den föreningen är etan, C <2> <6>

På liknande sätt kan två kolatomer binda till två väteatomer vardera och bilda en dubbel kovalent bindning med varandra och dela sina fyra resterande elektroner mellan dem . Den föreningen är eten, C <2H <4. I acetylen, C <2H <2, bildar de två kolatomerna en trippel kovalent bindning och en enda bindning med var och en av de två väteatomerna. I dessa fall är det bara två kolatomer som är involverade, men de två kolatomerna kan enkelt upprätthålla endast enskilda bindningar med varandra och använda resten för att binda med ytterligare kolatomer.

Propan, C _{3H < sub> 8, har en kedja med tre kolatomer med enskilda kovalenta bindningar mellan dem. De två ände kolatomerna har en enda bindning med den mellersta kolatomen och tre kovalenta bindningar med tre väteatomer vardera. Den mellersta kolatomen har bindningar med de andra två kolatomerna och två väteatomer. En sådan kedja kan vara mycket längre och är basen för många av de komplexa organiska kolföreningarna som finns i naturen, alla baserade på samma typ av kovalent bindning som förenar två väteatomer.}