Vand koger ved 100 grader Celsius. Hydrogensulfid, et lignende molekyle, koger ved minus 60. Forskellen er hydrogenbinding. En hydrogenbinding er en svag tiltrækning mellem et hydrogenatom bundet til et meget elektronegativt atom, såsom ilt, nitrogen eller fluor, og et andet elektronegativt atom. Hydrogenet bærer en delvis positiv ladning, og det andet atom bærer en delvis negativ ladning. Tiltrækningen er elektrostatisk.

Hydrogenbindinger er svagere end kovalente bindinger, omkring 5 til 30 kilojoule pr. mol sammenlignet med hundredvis for kovalente bindinger. Men de er talrige og tilsammen stærke. I vand kan hvert molekyle danne op til fire hydrogenbindinger. Dette netværk er grunden til, at vand har et højt kogepunkt, høj overfladespænding og høj varmekapacitet. Det er grunden til, at is flyder, fordi det hydrogenbundne gitter er mindre tæt end flydende vand.

Hydrogenbindinger er essentielle i biologien. De holder de to DNA-strenge sammen. De stabiliserer proteinernes sekundære struktur og danner alfa-helixer og beta-sheets. De bestemmer, hvordan enzymer binder deres substrater. De påvirker lægemidlers opløselighed og foldningen af ​​RNA. Uden hydrogenbindinger ville liv, som vi kender det, ikke eksistere.

Hydrogenbindinger er ikke bare en kuriositet. De er et designprincip. Kemikere bruger dem til at bygge supramolekylære samlinger, designe lægemidler og skabe materialer med justerbare egenskaber. Bindingen er svag, men dens virkninger er dybtgående.