水素が電気陰性な原子X(X=F、O、N、Clなど)と結合していると、H-X結合は極性を持ち、Hが正電荷を帯びる。このHと別の電気陰性な原子Y(Y=F、O、N、Clなど)とが静電的な力で引きあうような結合を水素結合という。なお、XとYとは同じ分子中にあっても、別の分子中にあっても良い。

水素結合は、共有結合、イオン結合、配位結合と比較して弱いが、ファンデルワールス力よりは遥かに強い。分子間水素結合をする代表的な化合物である水(H₂O)は、その分子量から予想される沸点(約竏�100℃)と比較して極めて高い沸点(100℃)を持つのは、その分子間に水素結合が働くためである。

また、分子内の水素結合は、蛋白質の立体構造の維持に働いている。

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水素
共有結合
イオン結合

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