兩種「弱」——以及弱為何依然當家
到目前為止我們認識了四種鍵，其中離子鍵和共價鍵是重量級選手。這一篇要講的是輕量級——弱鍵——以及為什麼把它們當成「弱」而輕視會是個大錯。我們關心的兩種是范德華鍵（之前瞥過一眼）和它一個特別的、稍微強一點的表親，叫氫鍵。
在進入任何細節之前，先抓住關鍵的直覺：單獨一個弱鍵軟弱無力——但它們多得無法想像。一杯水裡，每個分子都用這種溫柔的鍵攀附著好幾個鄰居，億萬億萬個一起工作。一聲低語什麼都不是；可一整座體育場的低語就是一片轟鳴。弱鍵主宰日常世界，靠的正是這個道理。
偏心的水分子
一個水分子是一個氧原子帶著兩個黏在它上面的氫原子。氧和氫之間靠普通的共價鍵連接——它們共享電子。但氧對電子的貪吃程度遠勝過氫；它的電負性高得多。所以在爭奪共享電子的拔河裡，氧贏了，把電子拽向自己這一邊。
結果是一個偏心的分子。氧那一端最終略帶負電（它分到的電子超過了公平份額），而兩個氫那一端則略帶正電（電子被奪走了）。整個分子總體上是電中性的，卻有明確的正端和負端——就像一根小小的條形磁鐵，只不過是針對電荷而言的。化學家把這種性質叫「極性」。
分子手拉著手
現在把許多水分子放到一起。一個分子帶正電的氫端，被下一個分子帶負電的氧端吸引。每個分子都伸出手、和鄰居連上——這就是一個氫鍵。整團液體於是變成一張鬆散、不斷變換的網：分子們手拉著手，又隨著彼此推搡而不停鬆開、再重新抓住。
正是這份手拉手，讓水的沸點高得出人意料。拿一個體積相近、卻沒有氫鍵的小分子來比，比如氣體硫化氫——它的沸點遠在冰點之下，室溫下是氣體。單論分子大小，水也「本該」是氣體。可要把水煮沸，你必須先把那些拉著的手統統扯開，而一次性打斷億萬個鍵需要大量的熱。弱鍵一旦相乘，就成了一道實打實的屏障。
如果用鍵能來打分，單個氫鍵大約比水分子內部的共價鍵弱二十倍，而一次范德華接觸還要更弱。然而它們靠純粹的數量取勝。這就是反覆出現的教訓：永遠別只憑一個的強度去評判一種力——要問它一共有多少個。
為什麼冰會浮起來
現在來看水最奇怪的把戲。幾乎所有東西結冰時都會縮——原子慢下來、擠得更近，於是固體比液體更密、會下沉。水卻反其道而行：冰比液態水更輕（密度更小），這就是為什麼冰塊會浮、湖泊從上往下結冰。要是水「正常」行事，池塘每個冬天都會從底部凍得嚴嚴實實，把裡面的一切都凍死。
罪魁禍首正是氫鍵。在液態水裡，分子翻滾著擠在一起，手拉手時連時斷。當水結冰時，每個分子都按固定的角度和鄰居鎖定氫鍵，而這些角度迫使分子排成一種敞開、寬敞的六邊形晶格——更像蜂巢，而不是緊緊堆疊的一團。這些鍵把分子撐在「一臂之遙」，於是固體反而更空曠，因此也比液體更輕。
最微弱的鍵，以及它為何依然重要
就連氫鍵之下，還潛伏著所有力中最微弱的一種——范德華鍵，它作用在那些根本不偏心的原子身上。秘密在於：電子雲是軟的——它能在一瞬間被壓出凹陷、被推得變形。一團雲有多容易變形，由它的極化率來衡量：鬆軟、容易被壓陷的雲極化率高；緊繃、僵硬的雲則不然。
這場舞蹈是這樣的：在任意一瞬，原子那團軟軟的雲會純粹出於偶然而有點不均勻，於是短暫地偏了心。這轉瞬即逝的偏斜把鄰居的雲也壓得跟著偏，兩個閃爍的不均衡彼此吸引——一種不斷重新洗牌、輕若游絲的拉力。原子越是容易極化（越軟），這股力就越強。這就是為什麼更大、更軟的分子攀附得更牢，也是為什麼壁虎能爬上玻璃：牠腳毛與牆面之間有億萬個這種微小的范德華接觸，加起來竟成了一把能托住牠全部體重的「抓手」。
所以整篇文章的教訓是：弱鍵憑著它們數不清的數量，悄悄決定了你的湯在多少度沸騰、讓魚能在結冰的湖裡活下去、還讓一隻蜥蜴敢於違抗地心引力。每個鍵的強度只是故事的一半。另一半很簡單：一共有多少個？