化學鍵斷裂與形成的本質是什麼？

01-06

高一黨一枚，有點弄不理解化學鍵的斷裂與形成的過程
為什麼舊化學鍵可以形成新化學鍵並伴隨能量變化？與電子的得失偏移有關嗎？
能否深入本質地解釋一下整個過程？(最好從微觀角度)

（有什麼問題可以在評論里提出來，我會不斷完善這個帖子。）

本來在寫論文，上知乎放放鬆。結果看了一大片回復，大部分都是答非所問了。本來學化學的學生就少，還被數學系的嚇跑幾個。這個問題，不至於扯到熵變，地球，太陽。

沒那麼複雜，回答題主的問題，就三點，軌道對稱性匹配，軌道能量相近，軌道最大重疊，這就是成鍵三原則。自然，化學鍵的斷裂也從這三原則出發。

作為高中生的水平，這個問題用圖像來表示就可以解答了。

成鍵三原則中，對稱性匹配最為重要。

先說能量。

軌道能量相近和軌道最大重疊，是比較容易想像的。比如軌道能量相近，就是門當戶對的意思，兩個軌道能級相差懸殊的話，形成了化學鍵還是要斷裂的，因為電子老老實實待在更低能量的軌道，更舒服；軌道最大重疊，就是電子的最穩定的狀態，也是化學鍵不容易斷裂的保證。

這裡比較難想像，高中學生，甚至化學系學生都不太容易掌握的，化學反應的核心思想，就是軌道對稱性。

我們從最簡單的例子講起：

圖1 氫原子軌道氫分子軌道

這是兩個氫原子變成氫氣的過程，兩個氫原子各提供一個1s軌道，形成氫氣的分子軌道。

分子軌道理論告訴我們，分子的軌道是由原子軌道線性加和形成的，所以有多少個原子提供軌道，就會形成多少個分子軌道。所以，氫氣的分子軌道有兩個。（對分子軌道沒有概念的同學請看提問區的問題1）

自然，我們知道，一個軌道能量高，一個軌道能量低，兩個電子留在低能量的軌道，即σg軌道，那麼沒有電子的軌道，我們表示為σu軌道（g表示軸對稱的意思，u表示非軸對稱，即中心對稱的意思。比如下圖，antibonding 就是一個中心對稱的軌道）

圖2 u 中心對稱示意圖

請注意！圖1 圖2的+ - 號不是說這些軌道帶正電和負電，而僅僅是一種區別標記而已。你可以用黃色和綠色來表示這種區別，

圖3 甲烷自由基的p軌道電子示意圖

如果你還想問究竟是什麼區別?可以告訴你，就是波函數相位的區別：cos(x)與cos(x+π/2)。當電子運行到「+」波形的最大區域時，「-」波形的恰好為0。更重要的是，這說明「+」「-」這兩個波形的軌道，是彼此正交的，即一個電子不可能同時存在於這兩個波形的軌道中！存在於「+」就不會存在於「-」！

圖4 氫分子的σu軌道

所以，分子軌道的「+」「-」軌道是老死不相往來。那麼這時候兩個波函數（波函數即軌道）中間就會有個懸崖，在化學裡我們稱為節面（綠色虛線）。這時候，當電子從「+」軌道向「-」躍遷時，需要經過綠色懸崖，你可以視為電子跳過了懸崖，但絕對不是走過去的，因此在懸崖上出現的概率為零，這就是節面的特點。

那麼，無節面的軌道就很好理解了，如下圖：

圖5 氫分子的σg軌道

此時，「+」軌道=「-」軌道，沒有節面。而σg軌道就是電子願意待的軌道，所以σg軌道的能量低於σu軌道。

這時候，我們再看圖1，σu軌道比σg軌道多1個節面，因此，我們可以把成鍵三原則再簡寫為一句話：

在軌道對稱的前提下，電子願意呆在節面數（Nodal surface）儘可能少的軌道。

比如我們來看兩個環加成反應：帶正電荷的烯丙基+乙烯變成環戊烷，帶正電荷的烯丙基+丁二烯變成環庚烯：

圖6 烯烴加成反應

（對前線分子軌道示意圖不理解的同學請參加提問區的問題1）

同理，我們可以看丁二烯以及烯丙基的分子軌道：

圖7 丁二烯分子軌道

圖8 帶正電的烯丙基分子軌道

通過圖7—9 的仔細觀察，我們可以發現，丁二烯的最高佔據軌道與烯丙基的最低空軌道對稱性匹配，所以丁二烯的HOMO電子可以跑到烯丙基的LUMO軌道上，這就是對稱性匹配產生的成鍵！

圖9 加熱即可反應—— 丁二烯最高佔據軌道電子（HOMO）向帶正電的烯丙基LUMO軌道遷移

而乙烯的HOMO軌道和烯丙基的LUMO軌道對稱性是不匹配的，所以不能發生反應。

同理，我們也可視為，丁二烯的化學鍵發生了斷裂，形成了新的環庚烯化學鍵。

另外，我們通過軌道對稱性也可以發現，只要我們讓乙烯的一個電子發生躍遷，跑到它自己的LUMO軌道上（此時，LUMO軌道變成了SOMO，HOMO軌道因為少了一個電子，也變成了SOMO），這時候，LUMO軌道上的電子就又和烯丙基的LUMO軌道對稱性匹配了（注意，這是不嚴謹的，因為當乙烯的電子發生躍遷產生兩個SOMO軌道時，這兩個軌道的對稱性又重新發生了變化，為了理解方便，我們姑且認為是乙烯的LUMO產生的SOMO對稱性與烯丙基的LUMO軌道對稱性匹配）

圖10 乙烯HOMO軌道電子發生躍遷

這時候乙烯的反鍵SOMO軌道與烯丙基LUMO軌道對稱性匹配了，發生化學反應。

圖11 光照後，乙烯激發態軌道的電子（LUMO）向烯丙基LUMO軌道遷移

所以，丁二烯可以與烯丙基加加熱就可正常反應；而乙烯正常情況下，是不會與烯丙基發生反應的，如果需要反應，就要通過光照，使乙烯電子發生激發，進行反應。

丁二烯有4個π電子，烯丙基有2個π電子，這時候是4n+2的反應體系，加熱可進行化學反應;

乙烯有2個π電子，烯丙基有2個π電子，這時候是4n的反應體系，需要光照才可進行化學反應。

這就是拿了諾獎的Woodward-Hoffmann環加成規則，該規則是解讀成鍵三原則的絕好案例。

在反應中，如果反應物A EA(HOMO)&> EB(LUMO)的話，說明熱力學上是可以直接進行化學反應的，這時候要提交給「軌道對稱性」進行審核通過，反應即可直接進行。這是第一種情況。

圖12 四氟化硼的分子軌道示意圖

第二種情況，如果EA(HOMO)&

這時候，只要加加熱，給體系提供能量，電子還是能跑到BF3高能量的LUMO軌道上的。

第三種情況， EA(HOMO)&<&

我估計還有第四種情況，即改造B的LUMO，要麼降低能量，比如增強體系的共軛程度，要麼在分子骨架里加入一些立體的空間基團，改變分子軌道對稱性（ @幫老濕對此提出了異議，作者會進行核實）。固體材料里的摻雜，改變費米能級和溶液中改變分子的前線軌道思想類似。

因此，總結一句話，所有的化學反應，都要經歷舊鍵的斷裂，新鍵的生成，大體可以視為電子從舊軌道離開，進入新的軌道過程。這其中，軌道的對稱性是否匹配，起到了決定性的作用。

俗話說，千里馬常有，伯樂不常有。對稱性匹配就是伯樂，能量就是千里馬，在化學反應中扮演的角色，大體如此吧。

希望能幫助高中生對化學反應有一些理解。

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提問區：

問題1：

葦草

舉爪子問問題……那個分子軌道和原子軌道會不會矛盾啊？

回答：分子軌道的組成示意圖

圖s1-1 氫分子軌道示意圖

以氫氣為例：

氫原子共享出電子，可以視為共享出一個電子運行的軌道。一個化學鍵由兩個原子組成，那麼化學鍵簡單來看，應該就有兩個原子提供的兩個軌道了。

這時候，這兩個軌道會發生變化：

一個軌道變成了存放電子的倉庫，我們稱為成鍵軌道，最多可放2個電子，自旋相反填入；

另一個軌道會變成成鍵電子的天花板，我們稱為反鍵軌道。

從能量上看，反鍵軌道能量&>原子軌道能量&>成鍵軌道能量。

此時，成鍵軌道（bonding orbital）是兩個對稱性匹配的1s球形軌道組成的，我們稱為同相（in phase）;

反鍵軌道（anti-bonding orbital）是兩個對稱性不匹配的1s球形軌道組成的，我們稱為異相（out of phase），中間有個節面。

下面是分子軌道的數學表達：

式中的「+」號意味著兩個軌道融合在一起，同相；「-」號意味著兩個軌道不能融合，異相

再廢話一句，「-」號不是意味著a-a=0，而是 a+(-a)=新的波函數，就好比cos波+sin波一樣，得到的是新的疊加波。

比如分子軌道波函數動態圖：

圖s1-2 軌道波函數示意圖

再比如乙烯的前線分子軌道（AO 是atomic orbital）：

圖s1-3 乙烯前線分子軌道示意圖

此時，乙烯由兩個碳原子構成了分子骨架，形成兩個分子軌道，碳有4個價電子，除去C-C鍵，C-H的電子，每個碳上還多出一個電子，我們叫它p電子

（s電子是球形電子，沒有方向，而p電子是有一個固定方向的，你可以視為一個啞鈴形狀的電子），

兩個啞鈴形狀的p電子肩並肩形成一個π電子軌道，如下圖：

（為何是肩並肩，因為肩並肩站在一起，++重疊，--也可以重疊，形成最大重疊，另外，這兩個電子都是z軌道上的電子，z軌道電子是垂直於x,y平面的，兩個z軌道電子只能肩並肩了）。

圖s1-4 π軌道示意圖

此時，兩個π電子佔據在沒有節面的π軌道上，而反鍵π*軌道沒有電子。忘了說了，軌道的英文名為Molecular Orbital,簡稱MO。

我們把沒有電子的軌道叫做反鍵軌道(anti-bonding MO)，

有成對電子的軌道的軌道叫做成鍵軌道（bonding MO）。

一個電子佔據的軌道叫做單佔據軌道（SOMO singly occupied MO）——特殊的成鍵軌道,

電子最高佔據的軌道叫做最高佔據軌道（HOMO）——能量最高的成鍵軌道，

沒有電子的最低軌道叫做最低空軌道（LUMO）——能量最低的反鍵軌道，

可見，一個分子內，LUMO軌道的能量一定大於HOMO軌道。

不同分子之間的軌道能量肯定不一樣，A分子的LUMO遠遠低於B分子的HOMO，是化學反應里稀鬆平常的事情。

LUMO軌道和 HOMO軌道，以及SOMO軌道組成了分子的前線軌道（ Frontier molecular orbital），是研究化學反應變化的核心軌道，名字也很形象，像戰鬥的前線。

化學鍵的斷裂與形成都牽扯到電子云的變化。更本質來說是電子所在分子軌道發生變化。由於原子軌道形成分子軌道時會發生能量的變化。因此化學鍵的生成與斷裂也伴隨著能量變化。

具體可以參考鮑林的《化學鍵的本質》，另外還要懂一些量子力學的知識。

化學鍵的斷裂和形成，其本質和談戀愛是一個道理。

//請先仔細閱讀學習其它高票正經答案後再來回答以下思考題。

談戀愛的本質驅動力是什麼？

怎麼樣維持一段長久的戀愛關係？

為什麼有的人不停換男/女朋友？有的人矢志不渝？

為什麼有的醜男/女能找到漂亮的另一半？

為什麼有的渣男/女能找到很多的另一半？

論媒婆的重要性。

論相親的重要性。

論有錢的重要性。

為什麼有的人先分手再談下一個？有的人腳踩兩隻船，再擇優而處？

如何高效率的撬牆角？

同性就不能戀愛了嗎？阻力在哪裡？如何破除？

極度宅，社交恐懼症患者就不能交朋友了嗎？

太監就沒有情感需求嗎？

兩個人相處，感情隨著時間會變嗎？

如此等等，不一而足。

想清楚了這些，化學反應本質就是水之就下，水到渠成。

化學家在實驗室做的，不過就是給這些分子原子創造條件相親，牽線搭橋，因勢利導，渾然天成，天作之合。

歡迎評論區補上與問題對應的化學反應實例。評論區點贊超越答案，不是夢想。

本質是電磁相互作用的結果，即庫倫力。

從歷史上看，古希臘哲學家認為，物質是由最基本的微粒組成的，這最基本的微粒不再可分；而微粒間由某種肉眼看不見的「小鉤子」鏈接起來的。近代的化學家沿用了這一思想，發現了分子由原子組成之後，就認為分子中的原子是被某種看不見的東西鏈接起來的（顯然這裡邊沒有電子什麼事！）所以後來發現了電子，在化學界仍然模糊電子結構和原子結構問題，總覺得是原子聚在一起就發生了變化，性相近習相遠，變得有的原子喜歡吸引其他原子（或者折衷一下地說，喜歡吸引其他電子），而一些原子喜歡排斥另一些原子；物理學界更喜歡認為，原子核互相之間沒有什麼偏見，全是由於電子作祟，導致原子核在空間發生了特定的排布。這一思想強烈的影響了近現代的化學理論（說化學沒有理論的，顯然不能理解為什麼有機化學家想合成什麼就能合成出什麼）。而物理學的進展使分子能夠被精確地描述和計算之後，化學家仍然希望保留歷史上的概念，使新的精確的理論符合舊有的哲學思想（開發一套有效語言，不去管電子，卻專門討論原子和原子之間的關係，即認為崔鶯鶯和張生是自由戀愛結婚的，沒紅娘什麼事）。

以H2+，氫分子離子為例，兩個原子核本來是互相排斥的，但是有了一個電子，這個電子和兩個原子核都有吸引力，那麼整個三體體系的最穩定狀態顯然是電子在兩個原子核中間，而整個體系形成一個整體（看上去像是一個電子把兩個原子核拉在一起了，微觀版的崔鶯鶯、紅娘和張生）。運用簡單的電磁學也能得到答案（江元生，結構化學；當然這個思路如此精闢肯定是抄的，抄的是理論化學大家Coulson的一本書，1980年代有中文版）。以量子力學的眼光來看，電子顯然是以較大概率分布在兩原子核之間；化學家看來就是，在兩原子核之間形成了化學鍵，連接起來兩個原子核。

詳細的計算至少需要使用Bohr的量子論（Bohr-Sommerfeld量子化），即假設：電子在兩個原子核之間的運動是某種軌道運動；而這種軌道運動只能取某些特殊的軌道半徑。

這種半經典模型的數值計算結果，與實驗符合的出奇的好。請參考量子光學專家M. O. Scully的一篇PRL和一篇PNAS。

更詳細的計算固然能給我們更多知識，但是容易使人忽略化學鍵的本質。什麼對稱性匹配最大重疊能量相近，是一個人不做量子力學計算就能看出來的么？反過來想，如果能詳細計算了，什麼對稱性分析也就不需要了。所以如果純使用化學計算軟體的話，根本不需要深入學習群論以及做對稱性分析，因為軟體里已經報告給用戶結論了（當然沒有基礎知識的話還看不懂這些結果，但至少不再需要自己尋找分子所屬的點群、不用自己手算做特徵標的正交化分解了。我才不會告訴你我當年自己用手算驗證過）。當然，如果要做真正的科學研究，一切都是必須的。比如我自己曾經跟同事發表過一篇文章，用CCSD(T)計算的原子結構，換上最適合的DFT泛函與基組（Truhlar開發的專門用於做population分析的泛函），運用NBO、AIM等多種技術，給出了一個三電子化學鍵成鍵的清晰物理圖像。

在某些條件下，兩團電子云的重疊可以降低體系能量，形成化學鍵。

打個非常簡化的比方，你把描述兩團電子云的波函數想像成兩個一維的機械波，如果這兩個波的頻率和相位都相同的話，重疊在一起可以得到更大的振幅，換言之，電子出現在這些位置的概率更高，而我們把電子云密度高的地方定義為化學鍵，所以在這種情況下化學鍵會形成。

斷裂的話同理，因為斷裂後形成新的化學鍵所處的勢能點更低，所以熱力學上會存在斷裂的傾向，如果動力學條件滿足則會發生反應。

化學鍵斷裂與形成的本質。我不是這方面專業，也就有個本科化學水平，但是從題主身上看到了自己的影子，實在是很勉強回答一下，回答的內容並不嚴謹專業，權當拋磚引玉。

高中生，應該有電磁的概念了，電場和磁場可以相互轉化，相信你不就就會學到，切割磁感線可以產生電流，而閉路電流可以產生磁場，這也就是發電機發電的原理。化學鍵，本質是電子之間的相互作用，世界上的相互作用力本質就四種，強相互作用，弱相互作用，電磁相互作用，引力。強相互作用，弱相互作用都是原子核之間比較常用，化學鍵成鍵的強度顯然不是引力，自然就是電磁相互作用。以電子和原子核的關係，類似於太陽和地球，地球除了公轉還有自轉，電子除了圍繞原子核轉動，本身還有自旋，分別對應電子的角動量和自旋角動量。電子按照一定的方向運動，形成的電場之間，以電磁作用力的方式相互作用，就是成鍵的本質。進一步的知識需要一些量子力學的基礎。

有一些理論可以讓你很快速入門，但是因為沒有量子力學支持而難以深入，你可以優先考慮，例如路易斯理論（lewis theory），價層電子對互斥理論（valence shell electron pair repulsion）,在我看來這些都是一本正經胡說八道的典範（劃掉），這些都是遠古先賢們的智慧結晶。這些理論隱約感覺到，原子分子中電子，在某個數量的時候最穩定，多一個不行，少一個也不行，可以是2個，也可以是8個，被稱為「八耦體規則」，這其實對應了量子力學中，原子電子不同能級中可以存在電子的上限。

價鍵理論（valence bond theory）,使用了量子力學的方法，分析氫分子的成鍵。量子力學中有一個算符的概念，算符本身是某個物理量表達形式的簡稱，用算符乘以（不符合乘法交換律）體系，就能得到對應本徵值乘以體系。舉個例子，我們目前雖然不知道體系的動量是多少，用一個公式去表達一下，是為算符。以單電子原子的 Schr?dinger 方程為例，這個方程，意思就是

（動能公式+勢能公式）作用在體系上=體系能量*體系

這個方程厲害的地方在於，我們用能量算符去作用在體系上，結果最後解出來的是體系本身。。。通過邊界條件，我們可以得知波函數的具體形式。

這個波函數的平方，物理意義是電子在空間中的概率密度。對於氫分子，若基態分子中，兩個核之間的電子概率密度增加，降低了體系的能量，我們就稱之為成鍵。若兩個核之間的電子云概率密度減少，體系能量增加，我們就稱之為反鍵。

共價鍵本質是電性的，共價鍵的結合就是兩個原子核通過之間共用電子，導致電子對形成負點區域的吸引力。

以下答案僅考慮高一理論體系

體系能量最低（不考慮熵的情況下［高二就學了］）解釋第一問。

就像高處的東西傾向於向下落，並放出重力勢能一樣，高能化學鍵傾向於斷裂並重新排布形成低能化學鍵，能量差被放出（以內能［燃燒］或電能［電池］）。不同的是化學反應還要考慮熵，人教版參看選修四。

過渡態解釋第二問。

用［電子］的角度看存在得失偏移。選修五會了解到實際上是［電子云］的疊加狀態改變。大學化學會學習到和［波函數］的疊加（或線性組合）有關

至於本質的解釋這個過程。以高一的知識無法做到［本質］的解釋，需要量子力學知識從微觀角度解釋。高一隻能［近似］用電子得失和電子云搭配共價鍵離子鍵的形成解釋。

最後，掌握一個知識點並不需要［本質］的了解，站在五層樓打不開第七層樓的房門，但是並不影響我們用近似的簡單結論解決大部分問題（繼續向上爬）。

最後一次更新：贊數差不多到了關注人數的一半很高興；同時我也決定不在評論區繼續玩狗咬狗的遊戲了。歸根到底我沒有義務也沒有必要去指點別人的錯誤，更不需要向毫不想乾的人自證清白。答主有信心就來答題，看客有收穫就點贊。回答的初衷是給高中的弟弟妹妹們解惑，一來二去卻搞的面目全非，現已恢復原樣，勞煩見諒。

同時也請諸位放心，整個答案從頭到尾，確有經過簡化的不嚴謹但從未出現過錯誤或是欺騙，basic ideas涵蓋無誤【這話不是我說的】。在真懂化學的人眼裡無異於滿篇廢話，卻也能滿足尋常人對相關知識的需求。

更新：評論區有個學弟提了幾個建議，我花時間看完發現果然有一條是有用的：測不準原理寫錯了一點，已更正。【主要當年做過一個證明，取等於是一個近似解，先入為主了，向題主道歉】

外加：以下討論限共價鍵範疇，離子鍵我覺得題主自己理解得了。

不更新了不更新了，看的人不多還儘是抬杠的，累的要死。

給我10086個贊！

我覺得這回答恐怕是戳中了評論區某些專業學生的點了。不過其實有一點很奇怪，別說我還沒覺得，就算你們真比我懂得多，我給高中小朋友講一道化學題也算不上「強答」吧【黑人問號】有本事就別和我這個聽得懂的人撕。隨便你寫，能給提問的小妹妹講明白了算我輸。真想聊「本質」，樓上答案連鮑林的書都祭出來了【鮑林是個美國人，差不多是量子化學的奠基人，英文名叫Linus Pauling (跟我讀：李娜撕保齡)；代表作《化學鍵本質》原名是「Nature of the chemical bond」；得過兩次諾獎，其中一次是和平獎…老了以後也沒少干蠢事哈哈哈哈】

稍作修改的原答：

首先這並不是一個嚴格意義上的化學問題，倒不如說是物理題，然而我這個數學系非要來插一腳：

首先鼓勵一下題主，探索的精神很好！然後其實這並不是一個高中生無法理解的問題，我接下來的解答並不嚴謹，可也足夠解決你現階段的問題，更深層次的原因上了大學以後慢慢去探索吧，別在這裡受隻言片語的誤導。

好的！下面就是你一定能看懂的答案！

在討論分子原子之前我們先講地球和太陽：

萬有引力這個東西你應該知道，就是任何有質量的物體之間存在相互吸引，地球繞著太陽轉是因為太陽吸著地球。那麼好了，現在假設我們有倆太陽，中間有一個小地球，那麼一定有一個特殊位置可以讓地球保持穩定，或者是在平衡位置附近震蕩【更新：參考「拉格朗日點」，這裡平衡位置指的是穩定點，謝評論區@JimGreen】當這種情況發生時我們姑且就叫做地球被兩個太陽的系統的系統給「束縛」住了。現在我們把這個「束縛」叫做「引力鍵」，同理擺脫束縛的過程就是引力鍵斷裂的過程。那麼如何才能擺脫束縛？簡單的說就是…速度變得更快衝破引力的束縛，那麼速度怎麼才能變快？——吸收能量轉化為動能，擺脫引力束縛的過程中這些動能又會轉變為引力勢能。所以呢？斷鍵吸收能量的問題是不是解決了？當然這裡斷的是引力鍵，化學鍵的話略有不同，我接下來說。至於成鍵釋放能量的原因就是把上述情況倒過來，沒什麼新鮮的。

下面我們講化學鍵：

結合上面的例子，太陽現在是我們的原子核，地球呢就是我們的電子對，原子核帶正電電子帶負電，相互吸引，類比之前的萬有引力。至於為什麼是電子對，這個真的是量子力學中的問題，需要配齊一對相反方向的自旋，不過在理解這個問題上不是非常的重要。只需要記著我們上面例子中的地球代表一對電子這個奇怪的設定就可以了。則上述例子中大部分的結論都成立，除了我們無法準確地判斷這一對電子的位置，而是一個「電子對出現率極高」的區域，也就是樓上答案中的「電子云」。至於為什麼會這樣，你在接下來的幾年裡就會稍微接觸到「不確定性原理」還有一個更萌的名字叫「測不準原理」，主要講的就是【動量誤差*位置誤差&>=常數】不懂也沒關係，簡單的說就是因為原子尺寸很小而電子速度很快，所以由波粒二象性可得我們無法確認電子對的準確位置，但是可以確認大概率區域。好的，那麼只要新的電子云形成了，就可以理解為是新的穩態形成，也就是新的束縛形成，也就是化學鍵形成了！想要擺脫束縛就是斷鍵就要需吸收能量，原因與之前一樣，只不過在這裡吸收的能量轉變為了電勢能而不再是引力勢能【換個名字罷了】

至此斷鍵吸熱成鍵放熱的問題應該解決了，為了讓我的嘲諷更有氣勢就補充一些細節，首先電子云的幾何形狀是非常複雜的，上網找找圖片就會發現和我們先前的引力模型很不一樣，原因除了我剛才提到的波粒二象性和不確定性原理以外還有一個很重要的：就是電子間的相互排斥，除了電子對自己的排斥外還有原子內層電子的斥力，誠然這些斥力總體來講不會大過原子核的吸引力但是搗搗亂也足夠了，遺憾的事這個問題即便是現在的量子力學也沒法好好解決。

還有高票答案說了不少關於薛定諤方程和電磁轉化，這一部分在了解原子結構和性質上確實挺重要，但是與成、斷鍵的能量變化關係顯得並不是非常的緊密，意義主要是在電子躍遷方面的，你現在還不需要懂太多，非要說的話…在理解「激發態」原子和「活性能」的概念的時候就顯得比較有用，簡單的說就是只有活性能夠高的原子才能成鍵，因為外層電子更容易受到其他原子的影響。

還有一點太陽地球模型和分子原子模型的不同，源於萬有引力只有引力沒有斥力。分子是咋形成的？——倆原子核相互排斥同時又都吸著中間的電子云，外加內層電子的相互排斥，從而達到達到了一種平衡。太陽地球則不一樣…只有吸沒有斥，所以為了不讓地球掉進太陽里地球必須要繞著太陽轉，讓引力充當向心力。所以太陽地球系統並不是平衡系統，是有加速度的。而分子原子系統呢是斥力與吸引力相互平衡的系統，這也一定程度上解釋了為什麼電子云的是不隨時間移動的。

但是另外一方面，隨著知識水平的提高對問題和現象的理解也會逐漸深入，但這不代表必須要積累多高的知識水平才有思考問題的權利，認知本身就是層層遞進的。把我說的話看懂你已經比樓下說你不自量力的小子當年厲害多了，或許比他現在還要厲害也說不準【滑稽】

還有沒錯，我就是很厲害。

#廁後洗手，閱完點贊。

要是為了裝X或者追求世界的本質,那麼請參照其他答案或者自己擼一下大學物理和大學化學。

要是為了有一個基本的認識，那麼化學鍵是電子的共用，公用的電子使原子結合形成分子，所以把公用這個現象稱為鍵。這個世界還有一個特徵是能量高的活躍，不穩定，能量低的不活躍，穩定。原子結合成分子，出現電子公用現象，形成化學鍵的時候是變得穩定的，是要釋放能量的。斷裂化學鍵是把穩定的分子變成不穩定的原子，是要吸收能量的。所謂舊化學鍵形成新化學鍵是原有的化學鍵吸收能量斷裂，釋放能量重組成新的化學鍵，如果這個過程里釋放的能量比吸收的多，分子本身能量更低，分子就更穩定。電子的得失偏移是區分共價鍵和離子鍵的，偏移嚴重了就成得失了，偏移的電子還能把原子連在一起維持分子狀態，完全被一方搶走的電子不能把原子連在一起，在一定情況下原子就會分開，因為正負電不平衡我們叫它離子。

科學是一種經驗，是對本質的不斷探索，至於本質，人類還沒掌握到，所以這些理論只能叫做描述，解釋，定理，而不是真理。

根據化學選修三與物理選修3-5（皆為人教版）採用的電子云理論，共價鍵的形成是原子之間電子云重疊形成新的電子云

而離子鍵是陰陽離子間的電磁相互作用，金屬鍵是金屬離子和核外電子間的電磁相互作用

這樣看的話，化學鍵的形成和斷裂是電子云重疊與分離或者電磁相互作用從可忽略不計到不可忽略與從不可忽略到忽略不計的過程吧

更加系統、完善的解釋就要等更強的人來回答了

化學鍵的斷裂與生成

實際就是

電子的重新分布

任何一個化學反應都會涉及電子的流動

如果電子流動這種趨勢很強我們就說他發生了氧化還原反應認為它的形式氧化值發生了變化

至於能量的一些變化

形象來說可以認為斷鍵的時候兩個原子或者基團完全分開可以理解為要「燒斷」化學鍵消耗了能量生成化學鍵顯然相反即釋放能量

當然實際上這種理解是不準確的

因為化學鍵就是物質間的相互作用是電子軌道的一種重疊形成化學鍵時電子處於成鍵軌道斷裂時處於反鍵軌道反鍵軌道和成鍵軌道在原子物理（或者更深入量子力學）上看反鍵軌道的能量更高所以化學鍵斷裂時需要從成鍵軌道躍遷至反鍵軌道也就是從能量低的地方跳到了能量高的地方消耗了能量反之生成化學鍵從能量高的地方落回能量低的地方釋放了能量（如果沒學原子物理等等可以參考類比這個：電子在原子核周圍運動離核越近收到束縛力越強所以穩定穩定就是能量低反之離核遠的地方能量高不穩定）

如有問題請批評指正

說通俗的就是電磁相互作用的電勢能變了，實際要牽扯到量子力學，很慚愧這學期在學還不是很清楚。

我在上大學物理的時候接觸到一個觀點，就是化學反應其實是質量不守恆的，而那些質量變化就帶來了能量差。雖然看起來很合理，可是我也不知道怎麼把這個和其他理論自恰起來。供各位參考。

就是把一群飛速移動的輕質量的負電質點和相對緩慢運動的高質量的幾個正電核心通過靜電力穩定的結合起來。

本人今年考研有機化學，對於化學鍵的斷裂與形成，其實有很多理論，最常見的是原子軌道理論，分子軌道理論，到後來的一些過渡態理論啊等等，分別是從熱力學和動力學兩個方面來講為什麼會斷鍵以及斷的哪一個鍵，而且化學鍵的斷裂還有均裂和異裂，是個很龐大的知識體系，題主現在在讀高中，我覺得主要理解一個知識點就行：

化學鍵的形成說白了就是原子或原子團從不穩定向相對穩定來轉變，所以它們想要更加穩定而和別的原子形成一個共用電子的關係。要想打破這個比較穩定的關係，必須吸收一定量的能量，這就是為什麼化學鍵斷裂要吸收能量。一旦穩定的關係被打破，原子又會繼續去尋找關係來維持自身穩定，再次形成穩定關係而放出能量。

其次要明白原子一般是八隅體結構比較穩定，而能量高不穩定，能量低比較穩定。高中化學嘛，相對簡單，如果題主想要深入，可以去找相關書籍看，可以先從結構化學入手，不過有點抽象哦！還要有相關高等數學的一些知識點。

願安好，希望對你有用。

看過一個紀錄片，是通過量子力學來解釋的

量子化學，你值得擁有。

還有作為學長我認為如果為了懂得更多，先搞會物理吧，直接胸口碎大石是基本不能成功的。

恕我直言，這種東西請打開選修三，物質的結構。如果看不懂那我只能說：不（能）自（學）量（子）力（學）了

化學鍵就是膠水，在你手上塗點膠水，啪，粘到了對方的屁股上，成鍵了。。。。

沒有量子力學，這個事情是解釋不清楚的= =