Examinemos la naturaleza de la unión química utilizando como ejemplo átomos de hidrógeno.
La imagen muestra dos átomos de hidrógeno, cada uno posee un único electrón ubicado en la capa externa. Una representación más real de otros dos átomos de hidrógeno, muestra una región alrededor del núcleo en donde hay alta probabilidad de encontrar al electrón. Esta región se denomina orbital. Si dos átomos de hidrógeno se aproximan, la carga positiva del núcleo de un átomo atrae a la carga negativa del otro. Los orbitales se fusionan y los electrones son equitativamente atraídos por los dos núcleos. La región electrónica creada entre los dos núcleos, mantiene unidos a los dos átomos.

Unión covalente
La unión covalente se produce cuando dos átomos comparten electrones. En el caso de los dos átomos de hidrógeno, cada uno comparte un electrón con el otro. El par de electrones compartido constituye una unión covalente simple.
Consideremos ahora al oxígeno, un átomo con ocho electrones. Dos electrones se ubican en la primer capa más cercana al núcleo. La capa más externa necesita dos electrones para completar el octeto. Dos átomos de oxígeno comparten dos pares de electrones de sus capas más externas, estableciéndose una unión covalente doble.
El carbono es quizás el elemento más versátil de la Tierra , principalmente, porque contiene cuatro electrones en su capa más externa. El carbono forma cuatro uniones covalentes con otros cuatro átomos completando con ocho su capa más externa.
En la molécula de metano, el carbono comparte electrones con átomos de hidrógeno, formando cuatro uniones covalentes simples. A pesar que esta molécula es relativamente sencilla, el carbono forma a menudo, largos esqueletos de complejas moléculas. La posibilidad de cada carbono de establecer cuatro uniones con otros átomos, le permite construir moléculas de increíble diversidad.
La unión covalente triple no es muy común, pero está presente en el gas nitrógeno (la molécula más abundante del aire que respiramos). Los dos átomos de nitrógeno se asocian al compartir tres pares de electrones, cada átomo completa con ocho su capa más externa.

Polaridad y puente de hidrógeno
En una unión covalente, los dos átomos involucrados pueden compartir sus electrones en forma equitativa o inequitativa. En los casos en los cuales los dos átomos que se unen pertenecen al mismo elemento químico, como en el gas H2 o el gas O2 , los electrones son compartidos equitativamente por ambos átomos.
Si los átomos involucrados en la unión pertenecen a elementos químicos distintos, puede darse una distribución no equitativa de los electrones. Analicemos el caso de la unión entre el C y el H para formar etano y la unión entre H y O para formar etanol.
Para analizar la unión que constituye a estas moléculas, debemos analizar el concepto de electronegatividad. La electronegatividad es la capacidad de un átomo de atraer electrones. El oxígeno presenta alta electronegatividad, atrae fuertemente electrones. Los electrones compartidos en la molécula de etanol, estarán más cerca del elemento oxígeno. Como el oxígeno atrae hacia sí a los electrones compartidos, adquiere una densidad de carga negativa, indicada con la letra delta seguida de un signo negativo(-). El hidrógeno, que no atrae fuertemente a los electrones, queda con densidad de carga positiva, indicada con la letra delta seguida por un signo positivo (+). Una unión covalente entre átomos que no comparten equitativamente a los electrones se denomina unión covalente polar.
Analicemos ahora la unión covalente en el etano, todas las uniones se establecen entre carbonos e hidrógenos, elementos que presentan electronegatividades similares (bajas). Ambos átomos atraen a los electrones compartidos con relativa igualdad. Los átomos en el etano no adquieren densidad de carga. La unión covalente entre estos átomos se denomina no polar.
La naturaleza polar de la unión entre el O y el H en el etanol, le otorga polaridad a la molécula y la posibilidad de interaccionar con otras moléculas polares.
El hidrógeno del etanol con carga parcial positiva es atraído por un átomo con carga parcial negativa de otra molécula como el agua. Este tipo de unión se denomina puente de hidrógeno.
La estructura de muchas moléculas posibilita su disolución en agua, esto se basa en la habilidad para formar puentes de hidrógeno.
Una molécula de ADN, por ejemplo, está formada por dos cadenas. Las uniones en una cadena son covalentes, pero la unión entre las dos cadenas es a través de puentes de hidrógeno.

Unión iónica
La habilidad de un átomo de atraer electrones puede ser tan fuerte, que en lugar de compartirlos, los extrae de otros átomos. Es el caso del cloro, elemento químico que presenta alta electronegatividad, tiene fuerte tendencia a captar electrones mientras que el sodio presenta baja electronegatividad y por lo tanto tiene fuerte tendencia a ceder el último electrón. El cloro adquiere carga eléctrica negativa cuando recibe un electrón cedido por el sodio, quedando con ocho electrones en su última capa. El sodio al perder un electrón queda cargado positivamente.
Los átomos que pierden o ganan electrones, adquiriendo carga eléctrica, se denominan iones. Un ión positivo (catión) y un ión negativo (anión) se asocian por atracción eléctrica, la unión resultante se denomina unión iónica. La unión iónica entre el sodio y el cloro es fuerte, los iones se mantienen muy cerca, constituyendo una sal.
La unión iónica se rompe en contacto con el agua. Las cargas parciales de las moléculas de agua, son atraídas por las cargas de los iones. La sal se disuelve en agua, cuando los iones se separan y se rodean de moléculas de agua.