Nelle molecole di cloro, ciascun atomo di cloro condivide un elettrone con un altro atomo di cloro, risultando in un singolo legame covalente. Questo legame covalente è formato dalla sovrapposizione degli orbitali atomici dei due atomi di cloro, che si traduce nella condivisione di una coppia di elettroni. Il legame covalente nelle molecole di cloro è piuttosto forte, motivo per cui il cloro è un gas biatomico stabile a temperatura ambiente.
Il legame covalente nel cloro può anche essere rappresentato utilizzando una struttura di Lewis. In una struttura di Lewis, gli elettroni di valenza degli atomi sono rappresentati da punti posti attorno ai simboli atomici. Per una molecola di cloro, la struttura di Lewis è la seguente:
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Cl-Cl
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Questa struttura di Lewis mostra che ciascun atomo di cloro ha sette elettroni di valenza, con un elettrone condiviso tra i due atomi di cloro per formare un legame covalente.