化学家发现一些原子以令人惊讶的方式结合在一起，完全偏离了传统化学键的定义。翻开任何一本化学教科书，你都会发现，其中少不了对化学键的介绍。化学是一门研究化学反应的学科，而化学反应的本质是化学键的断裂和生成。所以，化学键可谓化学作为一门独立学科的“立命之本”。
化学键是原子的最外层电子通过转移或共享而形成的“纽带”；就好比一对夫妻通过婚姻组成一个家庭，通过这个纽带，它们彼此束缚在一起。
可是令人惊讶的是，尽管距今化学键概念的提出已有一个半世纪了，但是我们对它远远没有彻底理解。譬如，传统的化学键只有离子键、共价键、金属键等几种类型；但是最近的发现表明，化学键的类型比我们想象的要多；而且一些熟悉的化学键可能与我们原先想象的不太一样；甚至有一些键，完全违背了化学键的正统观念，根本就不涉及电子。
这些新型的化学键不仅能让我们更好地了解现有的物质，而且还能帮助我们挖掘化学元素的潜力，为太阳能电池、药物、数据存储和更多其他应用提供一个全新的材料世界。
早在1860年代初，化学家们已经开始以短横线连接元素符号的格式来书写化学物质的名称。例如，H-H表示由两个氢原子组成的氢气分子H2。到1866年，英国化学家爱德华·弗兰克兰德发明了“键（bond）”这个术语，来描述由这些短横线所代表的关系。
我们今天对化学键的理解主要归功于诺贝尔奖得主美国化学家莱纳斯·鲍林。除了解释了共价键的成因，鲍林还表明，在某些情况，电子从一个原子转移到另一个原子上，使前者带正电，后者带负电，两者以静电吸引的方式粘在一起，形成离子键。然后还有金属键：其中一些电子从它们的原子中分离出来，形成自由的“电子胶”，失去了外层电子的金属原子成为正离子，嵌镶在“电子胶”中，并依靠与这些电子的静电作用而相互结合。
在本文中我们把凡是有助于分子、原子结合在一起的“纽带”，一律称为“化学键”。那么，下面要介绍的，就是除范德瓦尔斯力外的另四种另类“化学键”。
原子可以以局部的方式共享电子，如共价键；也可以以全体的方式共享电子，如金属键；但不可能同时兼两者吧。所以传统上，共价键和金属键被认为是不能兼容的。但事情也许没那么简单。2019年，科学家发现一整类新材料，它们中的化学键似驴似马：既像共价键又像金属键。
事实上，早于范德瓦尔斯力，第一个被发现不合正规定义的化学键是氢键。氢键涉及已与氧、氮或氟等原子形成共价键的氢原子。由于这些元素的原子倾向于独占那对共享电子，使氢带有轻微的正电荷，因此氢又可以吸引其他负极性的分子。
把两个钥匙环扣在一起，它们也算“结合”成了一体。但这种“结合”不涉及任何作用力，仅仅是机械地串起来而已。有机化学中也有环状的分子，如苯。它们也可以机械地串起来，在不涉及电子的情况下就能永久地连接。
迄今我们说的化学键，除了机械键，都涉及电子。那么，成键的能不能换成别的粒子呢？答案是肯定的。电子有位胖表亲，叫μ介子。μ介子与电子具有相同的负电荷，但质量要大207倍，也可以将原子结合起来。μ子可以在粒子加速器中制造出来，并能将电子从原子中撞出去，取代电子的位置。