تمتلك ذرة الهيدروجين المتعادلة إلكترونا واحدا؛ ولذلك تكون رابطة تساهمية مع ذرة واحد مثلها فقط وإن كان من المعروف أنه تحت ظروف معينة قد تنجذب ذرة هيدروجين بشدة نحو ذرتين بحيث تتناوب الاقتراب من كل منهما على حدة وتنشأ رابطة يطلق عليها رابطة هيدروجينية بين تلكما الذرتين. وتبلغ طاقة هذه الرابطة نحو 0.1eV

ويعتقد أن الرابطة الهيدروجينية ذات طابع أيوني لكونها تنشأ بين أكثر الذرات سالبة الشحنة مثل الفلور F والأكسجين O والنيتروجين N. وتقوم ذرة الهيدروجين – في الحالة الأيونية القصوى للرابطة الهيدروجينية – بفقد إلكترونها لكي يلتحق بذرة أخرى في الجزيء، ثم يقوم البروتون (أيون الهيدروجين) بتكوين الرابطة الهيدروجينية. ويتيح صغر حجم البروتون حيزا لذرتين فقط من أقرب الجيران؛ وذلك لأن الذرتين الملاصقتين للبروتون تكونان قريبتين جدا من بعضهما البعض بحيث لا يتسع الحيز لوجود ذرة ثالثة أي أن الرابطة الهيدروجينية لا تصل إلا بين ذرتين فحسب (الشكل 8-9).

شكل (8-9)

أيون ثنائي فلوريد الهيدروجين

وتمثل الرابطة الهيدروجينية ركنا مهما من التفاعل بين جزيئات الماء H₂O، وتكون مسؤولة جنبا إلى جنب – مع التجاذب الكهروستاتيكي بين عزوم ثنائيات القطب – عن الخواص الفيزيائية المبهرة للماء والثلج. وهي مسؤولة أيضا عن تبلمر فلوريد الهيدروجين وحامض الفورميك. وتلعب الرابطة – أيضا – دورا كبيرا في حالة بعض البلورات الفروكهربية مثل فوسفات البوتاسيوم ثنائية الهيدروجين K H₂ PO₄

وكذلك في علم الوراثة الجزيئية حيث تتحكم جزئيا في تزاوج خيطى جزيء DNA (انظر الشكل 9-9).

شكل (9-9)

الرابطة الهيدروجينية في DNA