根据价键理论，共价键是原子间通过共用电子对（即电子云的重叠）所形成的化学键。共价键形成的本质就是电子云的重叠，电子云重叠越多，分子越稳定。两个原子的未成对电子，只有自旋相反，才能配对形成一个共价键。所以共价键就具有饱和性和方向性。

1、共价键的饱和性

我们知道，当两个H原子结合成H₂分子后，不可能再结合第三个H原子形成“H₃分子”。同样，甲烷的化学式是CH₄，说明碳原子最多能与四个氢原子结合。这些事实说明，形成共价键时，每个原子有一个最大的成键数，每个原子能结合其他原子的数目不是任意的。由于一个原子的未成对电子跟另一个原子的自旋相反的电子配对成键后 ，就不能跟第三个电子配对成键，因此，一个原子有几个未成对电子，就可和几个自旋相反的电子配对成键。这就是共价键的饱和性。

例如，硫原子和氢原子能结合生成硫化氢分子，因为每个硫原子有两个未成对的3p电子，每个氢原子有一个未成对的1s电子，所以，一个硫原子可以跟两个氢原子结合成H₂S分子，而不可能生成H₃S或H₄S的分子。同样，氮原子有三个未成对的电子，它可以和另一个氮原子的三个未成对的电子配对．形成氮分子；它也可以和三个氢原子的电子配对，形成氨分子。当形成氮分子或氨分子以后，共价键达到了饱和，就不能再结合其他原子了。

     离子键有无饱和性？我们可以回忆NaCl、CsCl晶体中阳离子周围的Cl⁻的数目。Na⁺、Cs⁺离子同为IA族元素，但周围结合其他原子的数目不同，这主要是取决于阳离子的离子半径，而与原子的未成对电子无关，所以离子键没有饱和性。

2．共价键的方向性　

同样离子键也没有方向性，一个离子可以在任何方向吸引相反电荷的离子。共价键就不同了，它既有饱和性，又有方向性。

那么为什么共价键具有方向性呢？我们知道，共价键是由于电子云重叠而形成的。除s 轨道呈球形对称无方向性外，p、d、f轨道在空间都有一定的伸展方向。在形成共价键时，除s 轨道与s 轨道在任何方向上都能达到最大程度的重叠外，p、d、f 轨道只有沿着一定的方向才能发生最大程度的重叠。在形成共价键时，成键电子的电子云重叠愈多，核间电子云密度愈大，形成的共价键愈稳固。因此，共价键的形成尽可能沿着电子云密度最大的方向，这就是共价键的方向性。

例如，当H原子的1s 轨道与Cl原子的3p_x轨道发生重叠形成HCl分子时，H原子的1s 轨道必须沿着x轴才能与Cl原子的含有单电子的3p_x轨道发生最大程度的重叠，形成稳定的共价键（图c）；而沿其它方向的重叠，则原子轨道不能重叠（图a）或重叠很少（图b），因而不能成键或成键不稳定。
　　共价键的方向性使共价分子都具有一定的空间构型。例如，在硫原子和氢原子结合生成H₂S分子时，因为硫原子的最外层两个不成对的3p电子的电子云互成直角，氢原子的1s电子云要沿着直角的方向跟3p电子云重叠，这样H₂S分子中两个共价键的夹角应接近90度。

实验测得H₂S分子是折线型的，两个H——S键间的夹角是92°。其它的分子比如CH₄分子的空间构型是正四面体，C——H键间的夹角均为109°28′，NH₃分子的空间构型是三角锥形，N——H键间的夹角是107°18′，CO₂是直线型分子，两个C=O键间的夹角是180°。除了共价键之外，氢键也具有饱和性和方向性。