สภาพขั้วของโมเลกุลโคเวเลนต์ เกิดจากการไม่สมดุลของอำนาจดึงดูดอิเล็กตรอนระหว่างอะตอมคู่ร่วมพันธะ เกิดจากความแตกต่างของค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีของอะตอมคู่ร่วมพันธะ
โมเลกุลโคเวเลนต์ที่มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีของอะตอมคู่ร่วมพันธะแตกต่างกันมาก เรียกว่า โมเลกุลโคเวเลนต์มีขั้ว (Polar covalent molecule) ตัวอย่างเช่น โมเลกุลของน้ำ (H2O) อะตอมออกซิเจนมีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูงกว่าอะตอมไฮโดรเจนมาก ส่งผลให้อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะระหว่างออกซิเจนกับไฮโดรเจนจะกระจุกตัวอยู่ใกล้อะตอมออกซิเจนมากกว่าอะตอมไฮโดรเจน ทำให้เกิดขั้วบวกขึ้นที่อะตอมไฮโดรเจนและขั้วลบขึ้นที่อะตอมออกซิเจน
โมเลกุลโคเวเลนต์ที่มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีของอะตอมคู่ร่วมพันธะใกล้เคียงกัน เรียกว่า โมเลกุลโคเวเลนต์ไม่มีขั้ว (Nonpolar covalent molecule) ตัวอย่างเช่น โมเลกุลของมีเทน (CH4) อะตอมคาร์บอนมีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีใกล้เคียงกับอะตอมไฮโดรเจน ส่งผลให้อิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะระหว่างคาร์บอนกับไฮโดรเจนจะกระจายตัวเท่าๆ กันระหว่างอะตอมทั้งสอง จึงไม่เกิดขั้วขึ้น
สมบัติทางกายภาพของโมเลกุลโคเวเลนต์ที่มีขั้วและไม่มีขั้วแตกต่างกัน ดังนี้
- โมเลกุลโคเวเลนต์มีขั้ว:
- มีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวสูงกว่าโมเลกุลโคเวเลนต์ไม่มีขั้ว
- ละลายในน้ำได้ดี
- ดูดความชื้นได้ดี
- โมเลกุลโคเวเลนต์ไม่มีขั้ว:
- มีจุดเดือดและจุดหลอมเหลวต่ำกว่าโมเลกุลโคเวเลนต์มีขั้ว
- ละลายในน้ำได้ยาก
- ไม่ดูดความชื้น
ตัวอย่างโมเลกุลโคเวเลนต์มีขั้ว เช่น น้ำ (H2O) กรดไฮโดรคลอริก (HCl) กรดอะซิติก (CH3COOH) โมเลกุลโคเวเลนต์ไม่มีขั้ว เช่น มีเทน (CH4) อีเทน (C2H6) อะเซทิลีน (C2H2)