El enlace covalente Gilbert Newton Lewis químico americano propuso la teoría del enlace covalente y amplio el concepto de los ácidos y las bases. Primero introdujo la noción de un enlace covalente (1916), en que la combinación química entre dos átomos se produce al compartir un par de electrones, con un electrón donado por cada átomo. Esto formaba parte de su teoría mas general del octeto, publicada en Valence and the Structure of Atoms and Molecules (1923). Lewis propuso que los electrones en un átomo están arreglados en cubos concéntricos, el cubo de ocho electrones se alcanza en los átomos de los gases raros.
Apunte de Gilbert Newton Lewis,de 1902 mostrando sus especulaciones acerca del rol de los electrones en la estructura atomica. Se crea un solo enlace covalente cuando dos átomos comparten un par de electrones. No hay carga neta en cualquier átomo, que forman el enlace; la fuerza atractiva es producida por la interacción del par electrónico con los núcleos de ambos átomos. Si los átomos comparten más de dos electrones, se forman enlaces dobles o enlaces triples, porque cada par de electrones compartidos produce su propio enlace. Compartiendo sus electrones, ambos átomos pueden alcanzar una configuración electrónica altamente estable, que corresponde a la de un gas inerte. Por ejemplo, en el metano (CH4), el carbono
comparte un par de electrones con cada átomo de hidrogeno; el numero total de los electrones compartidos por el carbono es ocho, que corresponde al numero de electrones de la capa externa del neon; cada átomo de hidrogeno comparte dos electrones, que corresponde a la configuración electrónica del helio. En la mayoría de los enlaces covalentes, cada átomo contribuye con un electrón al par compartido. En ciertos casos, sin embargo, ambos electrones vienen del mismo átomo. Consecuentemente, el enlace tiene un carácter en parte iónico y se llama una unión coordinada. Realmente, el único enlace puramente covalente es el producido entre dos átomos idénticos. Los enlaces covalentes son de importancia en química orgánica debido a la capacidad del átomo de carbono de formar cuatro enlaces covalentes. Estos enlaces se orientan en direcciones definidas del espacio, dando lugar a una geometría de moléculas orgánicas compleja. Si los cuatro enlaces son únicos, como en el metano, la geometría molecular es la de un tetraedro.