化学键
huà xué jiàn
化学键是把原子结合在分子或化合物中的相互作用力，通过转移或共享价电子而形成。
Definition
化学键是把两个原子结合在一起的作用力，原子通过给出、获取或共享外层电子来成键。它是原子为了达到稳定的外层电子结构而转移或共享价电子时形成的一种强大的吸引力：离子键在金属与非金属之间通过电子转移形成，共价键在非金属之间通过电子共享形成，金属键则把金属原子结合在一起；断开化学键需要吸收能量，形成化学键则会释放能量。从物理本质上看，化学键是一种净吸引相互作用，使体系的总能量低于原子彼此分离时的能量；键能则是在气相中断开一摩尔该化学键所需的焓。化学键的类型是一个连续谱，由原子间电负性差决定：差值接近零形成非极性共价键，差值适中形成极性共价键，差值较大（大致高于 $1.7$ 到 $2.0$）则主要呈离子性；键越短、键级越高，化学键就越强。
Example
在水分子中，每个氢原子都与氧原子成键，正是这两个化学键使它成为水，而不是松散的氢和氧。钠把一个电子给了氯，两者在 $NaCl$ 中形成离子键；两个氢原子通过共享电子在 $H_2$ 中形成共价键；导线中的铜原子则通过金属键共享一个公共的电子池。$H$-$H$ 键能为 $436\text{ kJ/mol}$，$O$=$O$ 为 $498\text{ kJ/mol}$，$O$-$H$ 为 $463\text{ kJ/mol}$；对于 $2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$，断键需要 $2(436) + 498 = 1370\text{ kJ}$，成键释放 $4(463) = 1852\text{ kJ}$，由此估算 $\Delta H \approx -482\text{ kJ}$，与实测值 $-484\text{ kJ}$ 十分接近。
Key Insight
化学键并不是微小的棍子，而是带正电的原子核与带负电的电子之间的电性吸引。化学反应不过是旧键断裂、新键形成的过程，反应是否放热，取决于新键是否比旧键更强。离子键与共价键的划分只是为了教学方便，因为即使是 $NaCl$ 也带有一点共价性质，即使是 $H$-$F$ 键也具有很强的极性；真正决定一个键性质的，是电负性差，而不是一个简单的标签。