水素結合
水素結合の部分的な共有結合性は以下のような疑問を提起する: どちらの分子あるいは原子に水素原子核は属しているのだろうか? どちらが供与体でどちらが受容体なのだろうか? 通常は、これらは、単純に X—HY 系の原子間距離に基づいて決定される。X—Hの距離は、通常 〜110 pmであるが、HYの距離は 〜160から200 pmである。水素結合を示す液体は会合液体 (associated liquids) と呼ばれる。
水素結合の強さは、とても弱いもの (1-2 kJ mol) から、HFのように非常に強いもの (>155 kJ mol) まで、様々である。 気相における典型的なエンタルピーは、
F—H:F (155 kJ/mol あるいは 40 kcal/mol)
O—H:N (29 kJ/mol あるいは 6.9 kcal/mol)
O—H:O (21 kJ/mol あるいは 5.0 kcal/mol)
N—H:N (13 kJ/mol あるいは 3.1 kcal/mol)
N—H:O (8 kJ/mol あるいは 1.9 kcal/mol)
HO—H:OH (18 kJ/mol あるいは 4.3 kcal/mol)
である。
水素結合の長さは、結合の強さ、温度、圧力に依存している。結合の強さ自身は、温度、圧力、結合角度、局所的な誘電率などの環境に依存している。典型的な水における水素結合の長さは197 pmである。理想的な結合角度は水素結合供与体の性質に依存している。以下のフッ化水素酸供与体と様々な受容体との水素結合角度は実験的に決定されたものである。