Quais são as diferenças entre as ligações iônicas, covalentes e de hidrogênio?

Para uma ligação iônica um ou mais elétrons são transferidos de um átomo para outro, de modo que cada centro atômico fica com carga oposta, ou seja, eles se tornam íons.

Para uma ligação covalente um (ou mais) par de elétrons são compartilhados, um elétron de cada átomo para cada par compartilhado, localizado em uma posição intermediária entre os 2 átomos.

Para uma ligação covalente coordenada um par de elétrons, ambos do mesmo centro atômico, são compartilhados entre 2 centros atômicos. Os centros atómicos podem ser átomos neutros ou iões.

Para certos elementos o número líquido de electrões em volta de um átomo (contando os partilhados) acaba por satisfazer a regra de Lewis de concha fechada (muitas vezes chamada regra de Lewis octeto, embora para um átomo H uma concha fechada seja composta apenas por 2 electrões). Admitindo que se vai formar uma molécula "estável", alguns elementos (C, H, F, Si, metais alcalinos) satisfazem praticamente sempre esta regra de Lewis, para outros elementos (O,N,Cl) satisfaz-se muito frequentemente, para outros (P,S,Br) satisfaz-se um pouco menos, e ainda outros elementos (B, metais de transição, gases raros) muitas vezes não a satisfazem (pelo menos na forma simples que indicamos). Dado que algo como 95% dos compostos bem caracterizados são constituídos a partir deste primeiro conjunto de elementos, a regra da concha fechada de Lewis é muito importante. (Os 2 primeiros conjuntos de elementos acima representam algo como 99% dos compostos estáveis bem caracterizados - sendo estes compostos em grande parte "orgânicos", que é mais o foco da química orgânica.)

Finalmente as categorias de ligação não são mutuamente exclusivas nem exaustivas, existindo também, por exemplo, a ligação metálica. A distinção entre transferência e compartilhamento, ou compartilhamento de volta (após a transferência) pode ser um pouco ambígua. Existem diferentes interacções moleculares fracas, por exemplo, interacções dipolares ou de dispersão. Há uma descrição (presumivelmente) completa da ligação em termos de funções de ondas eletrônicas, mas elas são geralmente complicadas e praticamente sempre disponíveis apenas de alguma forma aproximada. Existem algumas descrições qualitativas mais completas da ligação, digamos nas redes de carbono conjugado, ou boranos, ou clusters metálicos - mas estas descrições envolvem um pouco mais de conhecimento químico. Os primeiros tipos de ligação descritos acima são surpreendentemente razoáveis para um número surpreendente de compostos químicos estáveis conhecidos.