El nitrógeno puede formar hasta cuatro enlaces covalentes, más comúnmente vistos en amonio. El amonio es un ion positivo, que no es tan estable como el amoníaco, que tiene solo tres enlaces covalentes.
Un enlace covalente típicamente ocurre entre dos o más átomos no metálicos. Para tratar de llenar sus respectivos orbitales externos, los átomos compartirán sus electrones externos. El nitrógeno en su forma elemental se encuentra con cinco electrones externos en una cubierta que podría llenarse con ocho. Cuando el nitrógeno forma tres enlaces covalentes, el orbital externo está esencialmente lleno, y se forma amoníaco, una molécula neutra. A través de varias técnicas químicas, el nitrógeno se puede poner en una situación en la que forma cuatro enlaces covalentes, lo cual es posible porque los electrones compartidos no ocupan espacio físico en los orbitales de los demás.
