Kovalenta föreningar är ämnen som bildas när två eller flera olika grundämnen förenas med en kovalent bindning. En kovalent bindning bildas när två icke-metallatomer delar en elektron. Atomer binder samman i ett försök att bli mer stabila. I allmänhet är atomer mer stabila när de har samma mängd elektroner som närmaste ädelgas, och det betyder vanligtvis att de har åtta elektroner i sitt yttre skal. I jonbindningar åstadkommes detta genom att en atom med starkare elektronegativitet – mängden dragkraft en atom har till elektroner – stjäl elektroner från de med mindre elektronegativitet. För kovalenta föreningar är ingen atom tillräckligt stark för att stjäla elektronerna, och därför delar de dem.
Det finns två typer av kovalenta bindningar som kan bilda kovalenta föreningar: polära bindningar och icke-polära bindningar. Polära bindningar består vanligtvis av olika atomer som delar elektroner på olika sätt. Detta är ofta resultatet av att en starkare elektronegativ atom drar elektronerna närmare än en svagare atom. Eftersom elektronen tillbringar större delen av sin tid närmare en atom än den andra, blir resultatet en kovalent förening som har en delvis negativ ände och en delvis positiv ände.
Icke-polära kovalenta bindningar bildas vanligtvis av två atomer som delar elektroner lika. Med dessa typer av bindningar spenderar elektronerna lika lång tid med varje atom så det finns inga polära ändar. Ett utmärkt exempel på en polär molekyl är vatten som har den kemiska formeln H2O. I det här fallet attraherar syreatomen elektronerna mer till sig själv än de två väteatomerna, vilket resulterar i en kovalent förening som är delvis negativ på syreänden och delvis positiv på väteänden. Ett exempel på en opolär molekyl är metanmolekylen (CH4) där alla atomer delar sina elektroner lika.
I allmänhet har kovalenta föreningar en låg smält- och kokpunkt jämfört med joniska föreningar. Dessutom tenderar ett ämne gjord av kovalenta föreningar inte att vara lika hårt som ett ämne gjord av joniska föreningar. Dessa egenskaper är ett resultat av hur lätt molekylerna kan separeras. Även om atomerna som utgör molekylerna i en kovalent förening är nära bundna, kan de enskilda molekylerna som utgör ämnet ha lite grepp om varandra. Till exempel kan en person ha svårt att separera väte och syre i en vattenmolekyl, men att koka vatten – att separera molekylerna så att vattnet förvandlas från en vätska till en gas – är en lättare uppgift.
Andra egenskaper hos de flesta kovalenta föreningar är deras oförmåga att lösas upp i och deras oförmåga att leda elektricitet i vatten. Slutligen tenderar kovalenta föreningar att vara brandfarliga jämfört med joniska föreningar. Denna brandfarlighet uppstår eftersom många kovalenta bindningar tenderar att bestå av kol och väte. Väte och kol kan brinna i närvaro av värme och syre för att bilda koldioxid och vatten i en reaktion som kallas förbränning. Som med alla dessa egenskaper finns det undantag från regeln, till exempel, kovalenta bindningar som inte har kol eller väte i sin sammansättning tenderar inte att förbrännas.