En las moléculas de cloro, cada átomo de cloro comparte un electrón con otro átomo de cloro, lo que da como resultado un enlace covalente único. Este enlace covalente se forma por la superposición de los orbitales atómicos de los dos átomos de cloro, lo que da como resultado el intercambio de un par de electrones. El enlace covalente en las moléculas de cloro es bastante fuerte, razón por la cual el cloro es un gas diatómico estable a temperatura ambiente.
El enlace covalente del cloro también se puede representar mediante una estructura de Lewis. En una estructura de Lewis, los electrones de valencia de los átomos están representados por puntos colocados alrededor de los símbolos atómicos. Para una molécula de cloro, la estructura de Lewis es la siguiente:
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Cl-Cl
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Esta estructura de Lewis muestra que cada átomo de cloro tiene siete electrones de valencia, y los dos átomos de cloro comparten un electrón para formar un enlace covalente.