方向性键合

想想这两种区别：用黏黏的蜂蜜把小球粘在一起，对比用按固定角度接好的硬棍把它们连起来。蜂蜜让小球随意堆放；硬棍则强制出某种特定的形状。有些化学键的行为像蜂蜜，有些像硬棍，而方向性键合就是硬棍那一类：沿固定方向伸出、以确定角度相交的键。

之所以如此，是因为成键电子在空间里的排布方式。在共价键里，共享的电子待在从原子向外伸出的、朝特定方向的瓣里，所以每根键只能沿其中一个瓣形成。结果是，原子对近邻该待在哪里很挑剔——比如碳，会把它的四根键朝四面体的四个角伸出去，无论是什么材料，它们之间都锁定在大约109度的角上。

方向性键合之所以重要，是因为它解释了为何有些固体搭出疏朗、形状刚硬的骨架，而不是尽可能挤得密实。金刚石的坚硬，以及分子精确的几何形状，都可追溯到这种对角度的讲究。诚实的提醒是：并非所有键都有方向性：离子键和金属键朝各个方向一样地伸展，于是原子只是紧密堆叠，这正是金属致密、能弯折，而不是棱角刚硬的原因。