L'azote peut former jusqu'à quatre liaisons covalentes, le plus souvent observées dans l'ammonium. L'ammonium est un ion positif, qui n'est pas aussi stable que l'ammoniac, qui n'a que trois liaisons covalentes.
Une liaison covalente se produit généralement entre deux ou plusieurs atomes non métalliques. Pour essayer de remplir leurs orbitales externes respectives, les atomes partageront leurs électrons externes. L'azote sous sa forme élémentaire se trouve avec cinq électrons externes dans une coquille qui pourrait être remplie de huit. Lorsque l'azote forme trois liaisons covalentes, l'orbitale externe est essentiellement pleine et de l'ammoniac, une molécule neutre, se forme. Grâce à diverses techniques chimiques, l'azote peut être mis dans une situation où il forme quatre liaisons covalentes, ce qui est possible car les électrons partagés n'occupent pas physiquement de place dans les orbitales des autres.
