हाइड्रोजन बंध तब बनता है जब एक अणु का धनात्मक सिरा दूसरे अणु के ऋणात्मक सिरे की ओर आकर्षित होता है। अवधारणा चुंबकीय आकर्षण के समान है जहां विपरीत ध्रुव आकर्षित होते हैं। हाइड्रोजन में एक प्रोटॉन और एक इलेक्ट्रॉन होता है। यह हाइड्रोजन को विद्युत रूप से धनात्मक परमाणु बनाता है क्योंकि इसमें इलेक्ट्रॉनों की कमी होती है। यह इसे स्थिर करने के लिए अपने ऊर्जा खोल में एक और इलेक्ट्रॉन जोड़ना चाहता है।
हाइड्रोजन बॉन्ड कैसे बनता है, इसे समझने में दो शब्द महत्वपूर्ण हैं: इलेक्ट्रोनगेटिविटी और डीपोल। इलेक्ट्रोनगेटिविटी एक बंधन बनाने के लिए इलेक्ट्रॉनों को अपनी ओर आकर्षित करने के लिए एक परमाणु की प्रवृत्ति का माप है। द्विध्रुव एक अणु में धनात्मक और ऋणात्मक आवेशों का पृथक्करण है। एक द्विध्रुवीय-द्विध्रुवीय अंतःक्रिया एक ध्रुवीय अणु के धनात्मक सिरे और दूसरे ध्रुवीय अणु के ऋणात्मक सिरे के बीच एक आकर्षक बल है।
हाइड्रोजन आमतौर पर अपने से अधिक विद्युतीय तत्वों की ओर आकर्षित होता है, जैसे कि फ्लोरीन, कार्बन, नाइट्रोजन या ऑक्सीजन। एक अणु में एक द्विध्रुव तब बनता है जब हाइड्रोजन आवेश के अधिक धनात्मक सिरे को बनाए रखता है जबकि उसका इलेक्ट्रॉन को विद्युत ऋणात्मक तत्व की ओर खींचा जाता है जहाँ ऋणात्मक आवेश अधिक होगा केंद्रित।
हाइड्रोजन बांड सहसंयोजक या आयनिक बंधों की तुलना में कमजोर होते हैं क्योंकि वे जैविक परिस्थितियों में आसानी से बनते और टूटते हैं। अणु जिनमें गैर-ध्रुवीय सहसंयोजक बंधन होते हैं वे हाइड्रोजन बंधन नहीं बनाते हैं। लेकिन कोई भी यौगिक जिसमें ध्रुवीय सहसंयोजक बंधन होते हैं, हाइड्रोजन बंधन बना सकते हैं।
जैविक प्रणालियों में हाइड्रोजन बांड का निर्माण महत्वपूर्ण है क्योंकि बांड न्यूक्लिक एसिड और प्रोटीन जैसे बड़े मैक्रोमोलेक्यूल्स की संरचना और आकार को स्थिर और निर्धारित करते हैं। इस प्रकार का बंधन जैविक संरचनाओं, जैसे डीएनए और आरएनए में होता है। पानी में यह बंधन बहुत महत्वपूर्ण है क्योंकि यह वह बल है जो पानी के अणुओं के बीच उन्हें एक साथ रखने के लिए मौजूद होता है।
दोनों तरल और ठोस बर्फ के रूप में, पानी के अणुओं के बीच हाइड्रोजन बंधन गठन आणविक द्रव्यमान को एक साथ रखने के लिए आकर्षक बल प्रदान करता है। पानी के उच्च क्वथनांक के लिए इंटरमॉलिक्युलर हाइड्रोजन बॉन्डिंग जिम्मेदार है क्योंकि यह उबलने से पहले बॉन्ड को तोड़ने के लिए आवश्यक ऊर्जा की मात्रा को बढ़ाता है। हाइड्रोजन बंधन पानी के अणुओं को जमने पर क्रिस्टल बनाने के लिए मजबूर करता है। चूंकि पानी के अणुओं के सकारात्मक और नकारात्मक सिरों को खुद को एक सरणी में उन्मुख करना चाहिए जो सकारात्मक छोरों को आकर्षित करने की अनुमति देता है अणुओं के नकारात्मक सिरे, बर्फ के क्रिस्टल की जाली या ढाँचा तरल रूप की तरह कसकर जाली नहीं होता है और बर्फ को अंदर तैरने देता है पानी।
प्रोटीन की 3-डी संरचना जैविक प्रतिक्रियाओं में बहुत महत्वपूर्ण है जैसे कि एंजाइम शामिल हैं जहां एक या एक से अधिक प्रोटीन का आकार एंजाइम के उद्घाटन में एक ताला और चाबी के रूप में फिट होना चाहिए तंत्र। हाइड्रोजन बॉन्डिंग इन प्रोटीनों को आवश्यकतानुसार विभिन्न आकारों में मोड़ने, मोड़ने और फिट होने की अनुमति देता है जो प्रोटीन की जैविक गतिविधि को निर्धारित करता है। यह डीएनए में बहुत महत्वपूर्ण है क्योंकि हाइड्रोजन बांड के निर्माण से अणु को अपने दोहरे हेलिक्स गठन की अनुमति मिलती है।
