兩個氫原子各有一個電子。它們共享這些電子形成氫分子。共享的電子對將原子連接在一起。這就是共價鍵，一種由原子間共享電子對形成的化學鍵。它是有機化學和生物學中最常見的化學鍵類型。水、蛋白質、DNA 和脂肪都是透過共價鍵結合在一起的。
共價鍵可以是單鍵、雙鍵或三鍵。單鍵共享一對電子。雙鍵共享兩對電子。三鍵共享三對電子。共享的電子對越多，鍵越強，鍵長越短。乙烯含有碳碳雙鍵。乙炔含有三鍵。氮氣含有三鍵，這也是它性質非常穩定的原因。
共價鍵可以是極性的，也可以是非極性的。在非極性鍵中，電子均勻分佈。在極性鍵中，一個原子對電子的吸引力更強，從而產生部分正電荷和部分負電荷。電負性的差異決定了極性。極性鍵使分子具有極性，這會影響溶解度、沸點和反應活性。水是極性的，這就是為什麼它能溶解鹽和糖，但不能溶解油。
共價鍵並非總是簡單的雙中心雙電子鍵。有些分子具有離域電子，即電子分佈在多個原子上。苯就是一個典型的例子。這種離域作用使分子穩定，並賦予其獨特的性質。
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