在化合物分子中，不同种原子形成共价键，由于不同原子吸引电子的能力不同，共用电子对必然偏向吸引电子能力强的一方，也就是说，靠近吸引能力强的原子一方电子云比较密集。因而吸引电子能力较强的原子就带部分负电荷，吸引电子能力较弱的原子就带部分正电荷。这样的共价键叫做极性共价键，简称极性键。分子中两个成键原子吸引电子能力的大小用元素的电负性来表示。O的电负性为3.5，H的电负性为2.1。所以O-H键是极性键，水分子是个极性分子。由于水分子中氧原子的电负性很强，原子的半径较小（0.099-0.138nm），所以一个水分子中的氧原子与另一个水分子中的氢原子相互吸引，也就是在两个分子间生产的一种较强的静电吸引作用，这种分子间的静电吸引作用就是氢键。
水分子间有较强的氢键，每个水分子中氧原子周围以两个共价键和两个氢键与氧原子结合。氢键增加了水分子间的结合力。氢键的键能比共价键 的键能小得多。在天然水中，通常是许多水分子通过氢键结合起来，形成环状或直线链状的构造，成为缔合的分子簇团。
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