در واکنش بین فلزات و نافلزات، اتمهای فلزی به از دست دادن الکترون و اتمهای نافلزی به جذب الکترون گرایش دارند. در نتیجه، در این واکنشها، الکترونها از اتمی به اتم دیگر منتقل می‌شوند و ترکیبات یونی به وجود می‌آید. وقتی اتمهای نافلزات بر هم اثر می‌کنند، انتقال الکترونی از اتمی به اتم دیگر رخ نمی‌دهد، زیرا توانایی جذب الکترون دو اتم، مشابه (و هرگاه هر دو اتم از یک عنصر باشند، یکسان) است.
به این ترتیب به جای انتقال، الکترونها بین دو اتم قرار می‌گیرند و به اشتراک گذارده می‌شوند. آنچه اتمهای یک مولکول را به هم نگه می‌دارد، پیوند کوالانسی است، که در آن دو اتم، در الکترونهای پیوندی، شریکند. پیوند یگانه کوالانسی، متشکل از یک جفت الکترون (دارای اسپین مخالف) است، که اوربیتالی از هر دو اتم پیوند شده را اشغال می‌کند.
برای مثال، پیوندی را که بین دو اتم هیدروژن تشکیل می‌شود در نظر بگیرید. هر اتم تنهای هیدروژن، تک الکترونی دارد که در یک اوربیتال به طور متقارن دور هسته آن توزیع شده است. وقتی دو اتم هیدروژن یک پیوند کوالانسی تشکیل می‌دهند، دو اوربیتال اتمی به نحوی همپوشانی می‌کنند که ابرهای الکترونی، در ناحیه بین دو هسته، یکدیگر را تقویت می‌کنند و احتمال یافتن الکترون در این ناحیه افزایش می‌یابد. طبق اصل طرد پائولی دو الکترون این پیوند باید اسپین مخالف داشته باشند. استحکام پیوند کوالانسی ناشی از جاذبه متقابل دو هسته مثبت و ابر منفی الکترونهای پیوندی است.
