共價鍵

當兩個原子都貪求電子、誰也不肯乾脆交出時，它們便以共用來妥協：各自貢獻一個電子，湊成一對公共電子，讓兩個原子都當作自己的。那一對共用電子就是共價鍵。想像兩個人各自都需要抓住一條繩子才安心，於是他們握住中間同一條繩——兩人都滿足，而共握使他們相連。

共用讓每個原子都能湊足外層。兩個各有 7 個外層電子的氯原子，共用一對，兩邊都數到 8。碳有 4 個外層電子，與四個鄰居各共用，湊到 8，這就是它為何構成鑽石，也是碳鏈為何成為每一種高分子骨幹的原因。它的招牌特徵是方向性：共用電子坐落在兩原子之間特定的區域，所以共價鍵指向固定的方向與角度。碳的四個鍵朝四面體的四個角張開，成 109.5 度，這種剛硬的幾何被牢牢鎖定。

又強又有方向性的共價鍵，賦予鑽石、碳化矽這類固體其性格：極端的硬度與剛度、極高的熔點，並且（因為電子被釘在鍵裡而非自由）通常是絕緣體或半導體，而非金屬。但方向性在另一層意義上也是弱點——因為這些鍵抗拒彎折、無法輕易重排，共價鍵結的陶瓷是脆的，過載時是斷裂而非流動。