O hidrogênio, o carbono e o oxigênio geralmente formam ligações covalentes. Existem duas formas de ligações covalentes, polares e não polares, dependendo se os átomos compartilham elétrons igualmente.
Os átomos são estáveis quando sua camada externa de elétrons está cheia. Se a camada não estiver cheia, os átomos reagem com outros átomos para ganhar, doar ou compartilhar elétrons. As ligações covalentes são um compartilhamento de elétrons; um compartilhamento uniforme de elétrons resulta em uma ligação covalente apolar. As ligações não polares existem principalmente entre átomos do mesmo elemento. Por exemplo, o oxigênio contém seis elétrons em sua camada externa. Para obter uma camada externa completa de oito elétrons, os átomos de oxigênio formam ligações duplas com outros átomos de oxigênio. Por serem átomos idênticos, eles compartilham os quatro elétrons igualmente.
Quando átomos de dois elementos diferentes compartilham elétrons, eles formam ligações covalentes polares. Nas ligações covalentes polares, os elétrons compartilhados passam mais tempo perto de um átomo do que do outro, resultando em um compartilhamento desigual e uma carga parcial em ambos os átomos da ligação. A água é um exemplo de ligação covalente polar. Na água, o oxigênio compartilha elétrons com dois átomos de hidrogênio. No entanto, o oxigênio tem mais atração sobre os elétrons compartilhados, dando a ele uma carga parcial negativa e deixando cada hidrogênio com uma carga parcial positiva.
