Vodíková vazba se vytvoří, když je pozitivní konec jedné molekuly přitahován k negativnímu konci druhé. Koncept je podobný magnetické přitažlivosti, kde přitahují opačné póly. Vodík má jeden proton a jeden elektron. Díky tomu je vodík elektricky kladným atomem, protože má nedostatek elektronů. Snaží se přidat do své energetické skořápky další elektron, aby ji stabilizoval.
Pro pochopení toho, jak vzniká vodíková vazba, jsou důležité dva pojmy: elektronegativita a dipól. Elektronegativita je měřítkem tendence atomu přitahovat k sobě elektrony a vytvářet tak vazbu. Dipól je oddělení kladných a záporných nábojů v molekule. Interakce dipól-dipól je přitažlivá síla mezi kladným koncem jedné polární molekuly a záporným koncem jiné polární molekuly.
Vodík je nejčastěji přitahován k více elektronegativním prvkům, než je sám, jako je fluor, uhlík, dusík nebo kyslík. Dipól se tvoří v molekule, když si vodík zachovává kladnější konec náboje, zatímco je elektron je přitahován směrem k elektronegativnímu prvku, kde bude záporný náboj více koncentrovaný.
Vodíkové vazby jsou slabší než kovalentní nebo iontové vazby, protože se za biologických podmínek snadno tvoří a rozpadají. Molekuly, které mají nepolární kovalentní vazby, netvoří vodíkové vazby. Ale každá sloučenina, která má polární kovalentní vazby, může tvořit vodíkovou vazbu.
Tvorba vodíkových vazeb je v biologických systémech důležitá, protože vazby se stabilizují a určují strukturu a tvar velkých makromolekul, jako jsou nukleové kyseliny a proteiny. Tento typ vazby se vyskytuje v biologických strukturách, jako je DNA a RNA. Tato vazba je ve vodě velmi důležitá, protože to je síla, která existuje mezi molekulami vody a drží je pohromadě.
Formování vodíkové vazby mezi molekulami vody, jako kapaliny i pevného ledu, poskytuje přitažlivou sílu k udržení molekulární hmotnosti pohromadě. Intermolekulární vodíková vazba je zodpovědná za vysoký bod varu vody, protože zvyšuje množství energie potřebné k rozbití vazeb před zahájením varu. Vodíková vazba nutí molekuly vody, aby po zamrznutí vytvořily krystaly. Vzhledem k tomu, že kladné a záporné konce molekul vody se musí orientovat v poli, které umožňuje pozitivním koncům přilákat záporné konce molekul, mřížka nebo kostra ledového krystalu není tak pevně propojena jako kapalná forma a umožňuje ledu plavat dovnitř voda.
3-D struktura proteinů je velmi důležitá v biologických reakcích, jako jsou reakce zahrnující enzymy kde tvar jednoho nebo více proteinů musí zapadat do otvorů v enzymech, podobně jako zámek a klíč mechanismus. Vodíková vazba umožňuje těmto proteinům ohýbat se, skládat a podle potřeby zapadat do různých tvarů, což určuje biologickou aktivitu proteinu. To je v DNA velmi důležité, protože tvorba vodíkových vazeb umožňuje molekule převzít svoji tvorbu dvojité šroubovice.
