De fleste molekyler blir holdt sammen ved kovalente bindinger som kan forklares ved hjelp av kvantemekanikken. To hydrogenatomer 2H kan bindes sammen i et hydrogenmolekyl H. For å bryte opp denne bindingen må det utføres et arbeid som tilsvarer 4,5 eV = 7,2×10J som dermed er den kovalente bindingsenergien for dette molekylet. I kjemien oppgir man vanligvis disse energiene per mol med substans, det vil si i dette tilfellet for 2 g av H. Da antall molekyler i 1 mol er gitt ved Avogadros konstant , vil kovalente bindingsenergier være av størrelsesorden eV = 96,5 kJ/mol. Hydrogenmolekylet har bindingsenergien 434 kJ/mol som representerer en ganske sterk, kovalent binding. Oksygenmolekylet O har en dobbel, kovalent binding med noe større bindingsenergi og nitrogenmolekylet N har en bindingsenergi på hele 940 kJ/mol som skyldes en trippel, kovalent binding hvor tre elektronpar er delt mellom de to atomene. De fleste kovalente bindinger mellom ulike atomer er typisk (300 - 400) kJ/mol.