电负性原子和与另一个电负性原子共价结合的氢原子间形成的键，与电负性强的原子连接的氢原子趋向带部分正电。在这种形式的键中，氢原子在两个电负性原子间不等分配。与氢原子共价结合的原子为氢供体，另一个电负性原子为氢受体。在生物系统中，氢键是很普遍的，参与氢键的电负性原子是氧和氮。水分子就是通过氢键彼此缔合的。某些生物大分子（如蛋白质和核酸），也含大量氢键。氢键比共价键弱。据估计，液态水中氢键的键能仅约每摩尔 45千卡，与水分子中共价 H— O键比较，后者的键能为每摩尔 110千卡，要少得多（键能是断裂一个键所需的能量）。
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