Kovalent bileşikler, atomların elektronları paylaşarak oluşturdukları kimyasal bileşiklerdir. Bu paylaşım, atomların kararlı bir elektron konfigürasyonuna (genellikle oktet kuralı) ulaşmasını sağlar. Kovalent bağlar, iyonik bağlardan farklı olarak elektron transferi yerine elektron paylaşımı esasına dayanır.
Kovalent bileşikler, genellikle ametal atomları arasında oluşur. Metaller, elektron verme eğiliminde oldukları için iyonik bileşikler oluştururken, ametaller elektron alma veya paylaşma eğilimindedir. Bu paylaşım, atomların birbirine güçlü bir şekilde bağlanmasını sağlar. Su (H₂O), metan (CH₄) ve karbon dioksit (CO₂) gibi birçok yaygın bileşik kovalent bağlarla oluşmuştur.
Kovalent bağ, iki atomun değerlik elektronlarını paylaşmasıyla oluşur. Değerlik elektronları, atomun en dış kabuğunda bulunan ve kimyasal bağ oluşumunda rol alan elektronlardır. Atomlar, değerlik kabuklarını doldurarak (genellikle 8 elektrona ulaşarak, oktet kuralı) kararlı hale gelmek isterler. Elektron paylaşımı, her iki atomun da bu kararlılığa ulaşmasına yardımcı olur.
Örneğin, iki hidrojen atomu (H) bir araya geldiğinde, her biri birer elektron paylaşarak hidrojen gazı (H₂) molekülünü oluşturur. Her hidrojen atomu, paylaşılan elektronlarla birlikte iki elektrona sahip olur ve böylece helyum'un elektron konfigürasyonuna ulaşır (dublet kuralı).
Kovalent bağlar, paylaşılan elektron çifti sayısına göre farklı türlere ayrılır:
Tekli bağlar en zayıf, üçlü bağlar ise en güçlü kovalent bağlardır. Bağ sayısı arttıkça bağ uzunluğu kısalır ve bağ enerjisi artar.
İki atom arasında bir elektron çiftinin paylaşıldığı kovalent bağ türüdür. Diğer bağ türlerine göre daha zayıftır.
İki atom arasında iki elektron çiftinin paylaşıldığı kovalent bağ türüdür. Tekli bağa göre daha güçlü ve kısadır.
İki atom arasında üç elektron çiftinin paylaşıldığı kovalent bağ türüdür. En güçlü ve en kısa kovalent bağ türüdür.
Eğer bağlanan atomların elektronegatiflik değerleri farklıysa, elektronlar eşit olarak paylaşılmaz. Daha elektronegatif olan atom, elektronları daha çok kendine çeker ve kısmi negatif yük (δ⁻) ile yüklenir. Diğer atom ise kısmi pozitif yük (δ⁺) ile yüklenir. Bu tür bağlara polar kovalent bağ denir.
Su (H₂O) molekülünde oksijen, hidrojenden daha elektronegatiftir. Bu nedenle oksijen atomu kısmi negatif yük, hidrojen atomları ise kısmi pozitif yük ile yüklenir. Bu polarite, suyun birçok önemli özelliğini belirler.
Eğer bağlanan atomların elektronegatiflik değerleri aynıysa veya çok yakınsa, elektronlar eşit olarak paylaşılır. Bu durumda herhangi bir kısmi yük oluşmaz ve bağ apolar kovalent bağ olarak adlandırılır.
Örneğin, hidrojen gazı (H₂) molekülünde iki hidrojen atomu arasındaki bağ apolardır çünkü her iki atomun da elektronegatifliği aynıdır.
Kovalent bileşiklerin özellikleri, bağların polaritesine ve moleküller arasındaki çekim kuvvetlerine (Van der Waals kuvvetleri, hidrojen bağları) bağlıdır. Genel olarak, kovalent bileşikler aşağıdaki özelliklere sahiptir:
Kovalent bileşiklere birçok örnek verilebilir:
Kovalent bileşikler, çeşitli endüstrilerde ve günlük yaşamda yaygın olarak kullanılırlar: