化学键的本质到底是什么？
化学键，这个在化学世界里至关重要又常常被提及的概念，它的本质到底是什么？这可不是一句两句话就能讲透的。如果非要刨根究底，那得从原子的“内心世界”说起。
想象一下，每个原子就像一个微型太阳系，中间是原子核（太阳），外面绕着电子（行星）。而电子这玩意儿，可不是老老实实地沿着固定轨道转悠的，它们更像是弥漫在原子周围的“电子云”，在某个区域出现概率比较大的地方，就形成了电子层和电子亚层。
原子的“目标”是什么呢？简单来说，就是追求一种更稳定、更“舒适”的状态。这种状态通常表现为最外层电子的数量接近一个饱满的壳层，比如像惰性气体那样，拥有8个（或2个）最外层电子。这就好比我们人追求一种平衡和稳定，不希望太孤单也不希望过于拥挤。
那么，原子之间是如何实现这种“稳定”呢？这就是化学键发挥作用的地方了。化学键的本质，说白了，就是原子之间通过 电子的相互作用 来达到一种更稳定的电子排布状态。
这种电子的相互作用，主要有两种基本形式：
1. 电子的转移：离子键
想象一下，一个原子特别喜欢“给”电子，而另一个原子特别喜欢“收”电子。当这两个原子凑到一起时，喜欢给电子的原子就会把它的一个或多个最外层电子“送”给那个喜欢收电子的原子。
“送”出电子的原子，因为少了一部分负电荷，就变成了带有正电荷的离子，称为阳离子。
“收”了电子的原子，因为多了负电荷，就变成了带有负电荷的离子，称为阴离子。
然后，我们知道，正负电荷之间会产生强烈的 静电吸引力。这种强烈的吸引力，就像磁铁的两极相互吸引一样，把这两个带有相反电荷的离子牢牢地吸附在一起，形成了一个稳定的整体。这就是我们常说的 离子键。
举个例子，我们常吃的食盐（氯化钠，NaCl）就是典型的离子化合物。钠原子（Na）最外层只有一个电子，而氯原子（Cl）最外层有七个电子，它还差一个就能填满，达到稳定状态。于是，钠原子就把它的那个电子给了氯原子。钠原子变成带正电的钠离子（Na⁺），氯原子变成带负电的氯离子（Cl⁻）。这两个离子之间的静电吸引力，就是氯化钠晶体结构的基石。
2. 电子的共享：共价键
不是所有的原子都那么喜欢“给”或“收”。有些原子呢，可能都缺那么一两个电子，谁也不愿意轻易把自己的电子完全“送”出去。怎么办呢？它们就想出了一个好办法： 大家把最外层的电子拿出来，共同分享，凑成一大家子。
当两个原子共享一对电子时，我们称之为形成了一个 单共价键。这两个原子就像两个家庭共享一辆车，共同使用，互相依存。
如果共享两对电子，就形成 双共价键；共享三对，就是 三共价键。
这些共享的电子，就像一根无形的纽带，把两个原子紧密地连接在一起，形成一个分子。这就是我们说的 共价键。通过共享电子，每个原子都能在这共享的电子对中“沾点光”，感觉像是自己拥有了更多的电子，从而达到了更稳定的状态。
比如水分子（H₂O）。氧原子最外层有六个电子，它还差两个电子就能填满。而氢原子最外层只有一个电子，它只需要再获得一个电子就能达到氦原子的稳定结构（两个电子）。于是，一个氧原子和两个氢原子结合。氧原子拿出两个电子，每个氢原子拿出自己的一个电子，总共拿出四对电子（氧拿出两对，两个氢各拿出半对）。这两对电子在氧原子和两个氢原子之间共享。这样，每个氢原子都相当于拥有了两个电子，氧原子也相当于拥有了八个电子，它们都达到了稳定的电子排布。
共价键的形成，实际上是一种原子核对共享电子的 共同吸引力。原子核带正电，电子带负电，原子核就从两个方向同时吸引着这些共享的电子，把原子“拉”在一起。
除了这两种最基本的类型，我们还有一些更复杂的化学键，比如：
金属键：在金属晶体中，金属原子最外层的电子高度离域化，形成一片“电子海”，而金属阳离子则被“浸泡”在这片自由活动的电子海中，它们之间存在着一种整体的吸引力。这就像一团团的“点心”（金属阳离子）被很多“奶油”（自由电子）包裹在一起。
配位键（或称为半极性键）：这是一种特殊的共价键，它是由其中一个原子完全提供共享电子对形成的。比如，氨气（NH₃）中的氮原子有一个未成对的电子对，它可以与一个缺电子的氢离子（H⁺）结合，形成铵根离子（NH₄⁺）。这里，氮原子就提供了成键所需的全部电子。
总而言之，化学键的本质就是原子通过 调整和重新分配它们的最外层电子（价电子） 来达到一种更低的能量状态，也就是更稳定的状态。这个过程可能是电子的转移，也可能是电子的共享，或者是更复杂的相互作用。正是这些不同形式的电子相互作用，才让原子能够结合成千变万化的分子和物质，构成了我们看到的五彩斑斓的世界。没有化学键，就没有物质的存在，也没有我们所知的一切化学现象。它是物质世界的基石，是原子之间最深沉的连接。
想象一下，每个原子就像一个微型太阳系，中间是原子核（太阳），外面绕着电子（行星）。而电子这玩意儿，可不是老老实实地沿着固定轨道转悠的，它们更像是弥漫在原子周围的“电子云”，在某个区域出现概率比较大的地方，就形成了电子层和电子亚层。
原子的“目标”是什么呢？简单来说，就是追求一种更稳定、更“舒适”的状态。这种状态通常表现为最外层电子的数量接近一个饱满的壳层，比如像惰性气体那样，拥有8个（或2个）最外层电子。这就好比我们人追求一种平衡和稳定，不希望太孤单也不希望过于拥挤。
那么，原子之间是如何实现这种“稳定”呢？这就是化学键发挥作用的地方了。化学键的本质，说白了，就是原子之间通过 电子的相互作用 来达到一种更稳定的电子排布状态。
这种电子的相互作用，主要有两种基本形式：
1. 电子的转移：离子键
想象一下，一个原子特别喜欢“给”电子，而另一个原子特别喜欢“收”电子。当这两个原子凑到一起时，喜欢给电子的原子就会把它的一个或多个最外层电子“送”给那个喜欢收电子的原子。
“送”出电子的原子，因为少了一部分负电荷，就变成了带有正电荷的离子，称为阳离子。
“收”了电子的原子，因为多了负电荷，就变成了带有负电荷的离子，称为阴离子。
然后，我们知道，正负电荷之间会产生强烈的 静电吸引力。这种强烈的吸引力，就像磁铁的两极相互吸引一样，把这两个带有相反电荷的离子牢牢地吸附在一起，形成了一个稳定的整体。这就是我们常说的 离子键。
举个例子，我们常吃的食盐（氯化钠，NaCl）就是典型的离子化合物。钠原子（Na）最外层只有一个电子，而氯原子（Cl）最外层有七个电子，它还差一个就能填满，达到稳定状态。于是，钠原子就把它的那个电子给了氯原子。钠原子变成带正电的钠离子（Na⁺），氯原子变成带负电的氯离子（Cl⁻）。这两个离子之间的静电吸引力，就是氯化钠晶体结构的基石。
2. 电子的共享：共价键
不是所有的原子都那么喜欢“给”或“收”。有些原子呢，可能都缺那么一两个电子，谁也不愿意轻易把自己的电子完全“送”出去。怎么办呢？它们就想出了一个好办法： 大家把最外层的电子拿出来，共同分享，凑成一大家子。
当两个原子共享一对电子时，我们称之为形成了一个 单共价键。这两个原子就像两个家庭共享一辆车，共同使用，互相依存。
如果共享两对电子，就形成 双共价键；共享三对，就是 三共价键。
这些共享的电子，就像一根无形的纽带，把两个原子紧密地连接在一起，形成一个分子。这就是我们说的 共价键。通过共享电子，每个原子都能在这共享的电子对中“沾点光”，感觉像是自己拥有了更多的电子，从而达到了更稳定的状态。
比如水分子（H₂O）。氧原子最外层有六个电子，它还差两个电子就能填满。而氢原子最外层只有一个电子，它只需要再获得一个电子就能达到氦原子的稳定结构（两个电子）。于是，一个氧原子和两个氢原子结合。氧原子拿出两个电子，每个氢原子拿出自己的一个电子，总共拿出四对电子（氧拿出两对，两个氢各拿出半对）。这两对电子在氧原子和两个氢原子之间共享。这样，每个氢原子都相当于拥有了两个电子，氧原子也相当于拥有了八个电子，它们都达到了稳定的电子排布。
共价键的形成，实际上是一种原子核对共享电子的 共同吸引力。原子核带正电，电子带负电，原子核就从两个方向同时吸引着这些共享的电子，把原子“拉”在一起。
除了这两种最基本的类型，我们还有一些更复杂的化学键，比如：
金属键：在金属晶体中，金属原子最外层的电子高度离域化，形成一片“电子海”，而金属阳离子则被“浸泡”在这片自由活动的电子海中，它们之间存在着一种整体的吸引力。这就像一团团的“点心”（金属阳离子）被很多“奶油”（自由电子）包裹在一起。
配位键（或称为半极性键）：这是一种特殊的共价键，它是由其中一个原子完全提供共享电子对形成的。比如，氨气（NH₃）中的氮原子有一个未成对的电子对，它可以与一个缺电子的氢离子（H⁺）结合，形成铵根离子（NH₄⁺）。这里，氮原子就提供了成键所需的全部电子。
总而言之，化学键的本质就是原子通过 调整和重新分配它们的最外层电子（价电子） 来达到一种更低的能量状态，也就是更稳定的状态。这个过程可能是电子的转移，也可能是电子的共享，或者是更复杂的相互作用。正是这些不同形式的电子相互作用，才让原子能够结合成千变万化的分子和物质，构成了我们看到的五彩斑斓的世界。没有化学键，就没有物质的存在，也没有我们所知的一切化学现象。它是物质世界的基石，是原子之间最深沉的连接。
网友意见
2015年的类似问题下面还有物理专业的答主知道化学键不只有电磁相互作用……物理优秀答主流失果然严重。这个问题能写很长的小论文，我物理水平有限，就讲些基础概念吧。
师范学校和化竞老师都爱用的北师大版/三师范版的《无机化学》第四版绪论里有一段可能矫枉过正的论述：
比原子高一个层次的化学物质是原子以强相互作用力（通称化学键）相互结合形成的原子聚集体。
声明：这句是教材上的原话，我不支持这个观点，如果要杠请找北师大吴教授。
虽然三师范的《无机化学》教材是这么定调的，但没几个化学老师会这么讲，因为有点莫名其妙，不过这里还是简单解释一下。
有朋友提到“电子桥”的概念，这个说法来自鲍林。其实鲍林的原话是“两个电子这核之间共振的结果，这种现象贡献出总能量的80%”。这个不是什么量子力学下的电磁作用，之前的回答里讲过鲍林描述的共振概念现在被“交换作用”代替了。站的角度高一些就会看到类似“电磁作用是交换光子产生的力”这种说法（这不是通常讲的光子，而是虚光子），所以三师范教材敢这么写正因为鲍林的年代就知道“共价化学键主要是交换电子产生的力”了。
当然，上面这个说法很玄幻，前面也说了我不认同这个解释。现在看来化学键是费米子性质和多种电磁相互作用的结果，就是开头引用的问题里高赞回答的说法。
这个说法比较流行，一般教材里指出成键后电磁势能是增加的，正如题主问的“成键电子对中，电子是相斥”，不过还是能形成化学键。
通过分析最简单的化学键H₂⁺中的键（用椭圆坐标可以求解固定键长的模型），我们会发现共价键来源于费米子动能在成键前后的减小，而体系的势能是增加的，动能和势能的加和可导出最优化的键距。
有化学教育的书里总结过。离子键确实是以电磁力为主的，而由此催生出的贝采利乌斯的“电化学二元论”统治了化学理论几十年，导致化学家一度认为相同原子组成的分子不存在，阿伏伽德罗理论推广后又发生了“唯能论”和“原子论”的大战。而之后形成的量子力学数学要求很高，难以理解，很多说法应运而生。
总之，化学键不是只有电磁相互作用的。
提到的书（只是放一下真的很贵）。
==================更新========================
另一个答主能把“费米子动能在成键前后的减小”理解成“动能竟然是负的”也是不容易啊……这幅图是成键前后的减少。
H₂⁺那图这么画的多了[1]。
上次讨论热力学遇到一位认为我引文献上“数值不确定”暗示“物理量不存在”然后和我对线二十多条的，这次遇到认为前后差值等于负值的，怪不得那么多答主要离开。
参考
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