I legami tra le molecole d'acqua adiacenti sono chiamati legami idrogeno. La forza di un singolo legame idrogeno è solo del 5% rispetto a un legame covalente; tuttavia, molti legami idrogeno forniscono insieme stabilità e conferiscono determinate caratteristiche fisiche all'acqua.
Un legame idrogeno si verifica quando l'idrogeno di una molecola di acqua attira l'atomo di ossigeno di un altro. Ciò si verifica a causa delle differenze di elettronegatività tra idrogeno e ossigeno. L'ossigeno è l'atomo più elettronegativo, il che significa che ha un'attrazione più forte per gli elettroni. L'idrogeno ha un'affinità molto inferiore per gli elettroni.
Quando l'idrogeno e l'ossigeno si legano, gli elettroni che sono condivisi tra loro orbitano intorno all'atomo di ossigeno per periodi più lunghi rispetto ai due atomi di idrogeno. Questa condivisione ineguale fa sì che l'idrogeno assuma una carica positiva parziale, mentre l'ossigeno diventa leggermente negativo. Le cariche positive e negative attraggono; pertanto, le regioni positive di idrogeno delle molecole d'acqua si legano alle aree di ossigeno negativo di altre molecole d'acqua, creando un reticolo di molecole d'acqua che è abbastanza forte. Il legame idrogeno rende l'acqua più viscosa e le dà un punto di ebollizione più elevato rispetto ad altri liquidi.
