Wiązanie wodorowe jest ważne w wielu procesach chemicznych. Wiązanie wodorowe jest odpowiedzialne za wyjątkowe właściwości rozpuszczalnikowe wody. Wiązania wodorowe łączą ze sobą komplementarne nici DNA i są odpowiedzialne za określenie trójwymiarowej struktury pofałdowanych białek, w tym enzymów i przeciwciał.
Przykład: woda
Prostym sposobem wyjaśnienia wiązań wodorowych jest woda. Cząsteczka wody składa się z dwóch wodorów kowalencyjnie związanych z tlenem. Ponieważ tlen jest bardziej elektroujemny niż wodór, tlen przyciąga współdzielone elektrony bliżej siebie. Daje to atomowi tlenu nieco bardziej ujemny ładunek niż którykolwiek z atomów wodoru. Ta nierównowaga nazywana jest dipolem, co powoduje, że cząsteczka wody ma pozytywną i negatywną stronę, prawie jak maleńki magnes. Cząsteczki wody dopasowują się tak, że wodór w jednej cząsteczce zmierzy się z tlenem w innej cząsteczce. Daje to wodzie większą lepkość, a także pozwala wodzie rozpuszczać inne cząsteczki, które mają albo lekko dodatni, albo ujemny ładunek.
Fałdowanie białek
Struktura białka jest częściowo zdeterminowana przez wiązania wodorowe. Wiązania wodorowe mogą wystąpić między wodorem na aminie a elektroujemnym pierwiastkiem, takim jak tlen na innej reszcie. Gdy białko składa się na swoje miejsce, seria wiązań wodorowych "zapina" cząsteczkę razem, utrzymując ją w określonej trójwymiarowej formie, która nadaje białku szczególną funkcję.
DNA
Wiązania wodorowe łączą ze sobą komplementarne nici DNA. Nukleotydy parują się precyzyjnie w oparciu o pozycję dostępnych donorów wiązań wodorowych (dostępne, słabo dodatnie wodory) i akceptorów wiązań wodorowych (elektronoujemne tleny). Nukleotyd-tymina ma jedno miejsce donorowe i jedno akceptorowe, które doskonale łączą się z komplementarnym miejscem akceptorowym i donorowym nukleotydu adeniny. Cytozyna doskonale łączy się z guaniną poprzez trzy wiązania wodorowe.
Przeciwciała
Przeciwciała to złożone struktury białkowe, które precyzyjnie celują i dopasowują się do określonego antygenu. Gdy przeciwciało zostanie wyprodukowane i osiągnie swój trójwymiarowy kształt (wspierany przez wiązania wodorowe), przeciwciało dopasuje się jak klucz w zamku do swojego specyficznego antygenu. Przeciwciało zablokuje się na antygenie poprzez szereg interakcji, w tym wiązania wodorowe. Organizm ludzki jest w stanie wytworzyć ponad dziesięć miliardów różnych typów przeciwciał w reakcji odpornościowej.
Chelatacja
Podczas gdy pojedyncze wiązania wodorowe nie są bardzo silne, seria wiązań wodorowych jest bardzo bezpieczna. Gdy jedna cząsteczka wodorowa łączy się przez dwa lub więcej miejsc z inną cząsteczką, tworzy się struktura pierścieniowa znana jako chelat. Związki chelatujące są przydatne do usuwania lub mobilizowania cząsteczek i atomów, takich jak metale.