Polära molekyler som innehåller en väteatom kan bilda elektrostatiska bindningar som kallas vätebindningar. Väteatomen är unik genom att den består av en enda elektron runt en enda proton. När elektronen lockas till de andra atomerna i molekylen resulterar den positiva laddningen av den exponerade protonen i molekylär polarisering.

Denna mekanism tillåter sådana molekyler att bilda starka vätebindningar utöver de kovalenta och joniska bindningarna är basen för de flesta föreningar. Vätebindningar kan ge föreningar speciella egenskaper och kan göra material mer stabila än föreningar som inte kan bilda vätebindningar.

TL; DR (för lång; läste inte)

Polära molekyler som inkluderar en väteatom i en kovalent bindning har en negativ laddning på ena änden av molekylen och en positiv laddning i motsatt ände. Den enskilda elektronen från väteatomen migrerar till den andra kovalent bundna atomen, vilket lämnar den positivt laddade väteprotonen exponerad. Protonen lockas till den negativt laddade änden av andra molekyler och bildar en elektrostatisk bindning med en av de andra elektronerna. Denna elektrostatiska bindning kallas en vätebindning.
Hur polära molekyler bildas

I kovalenta bindningar delar atomer elektroner för att bilda en stabil förening. I icke-polära kovalenta bindningar delas elektronerna lika. Till exempel i en icke-polär peptidbindning delas elektroner lika mellan kolatomen i kol-syre-karbonylgruppen och kväveatomen i kväve-väteamidgruppen.

För polära molekyler delas elektronerna i en kovalent bindning tenderar att samlas på ena sidan av molekylen medan den andra sidan blir positivt laddad. Elektronerna migrerar eftersom en av atomerna har en större affinitet för elektroner än de andra atomerna i den kovalenta bindningen. Till exempel, medan peptidbindningen i sig är icke-polär, beror strukturen på det tillhörande proteinet på vätebindningar mellan syreatom i karbonylgruppen och väteatomen i amidgruppen.

Typisk kovalent bindning konfigurationer kopplar ihop atomer som har flera elektroner i sitt yttre skal med de som behöver samma antal elektroner för att slutföra sitt yttre skal. Atomerna delar de extra elektronerna från den förra atomen, och varje atom har ett komplett yttre elektronskal en del av tiden.

Ofta attraherar atomen som behöver extraelektroner för att fullborda sitt yttre skal elektronerna starkare än atom som tillhandahåller extraelektroner. I det här fallet delas inte elektronerna jämnt och de tillbringar mer tid med den mottagande atomen. Som ett resultat tenderar den mottagande atomen att ha en negativ laddning medan givaratom är positivt laddad. Sådana molekyler är polariserade.
Hur vätebindningar bildas

Molekyler som innehåller en kovalent bunden väteatom är ofta polariserade eftersom väteatomens enskilda elektron relativt sett hålls löst. Den migrerar lätt till den andra atomen i den kovalenta bindningen och lämnar den enstaka positivt laddade protonen för väteatomen på ena sidan.

När väteatomen tappar sin elektron kan den bilda en stark elektrostatisk bindning, till skillnad från andra atomer, den har inte längre några elektroner som skyddar den positiva laddningen. Protonen attraheras av elektronerna från de andra molekylerna, och den resulterande bindningen kallas en vätebindning.
Hydrogen Bonds in Water -

Molekylerna i vatten, med den kemiska formeln H _{2O, är polariserade och bildar starka vätebindningar. Den enda syreatom bildar kovalenta bindningar med de två väteatomerna men delar inte elektronerna lika. De två väteelektronerna tillbringar större delen av sin tid med syreatomen, som blir negativt laddad. De två väteatomerna blir positivt laddade protoner och bildar vätebindningar med elektronerna från syreatomerna i andra vattenmolekyler.}

Eftersom vatten bildar dessa extra bindningar mellan dess molekyler, har det flera ovanliga egenskaper. Vatten har exceptionellt stark ytspänning, har en ovanligt hög kokpunkt och kräver mycket energi för att byta från flytande vatten till ånga. Sådana egenskaper är typiska för material för vilka polariserade molekyler bildar vätebindningar.