Водневий зв’язок важливий у багатьох хімічних процесах. Водневий зв’язок відповідає за унікальні розчинники води. Водневі зв’язки утримують комплементарні нитки ДНК разом, і вони відповідають за визначення тривимірної структури складених білків, включаючи ферменти та антитіла.
Приклад: вода
Простий спосіб пояснити водневі зв’язки - це вода. Молекула води складається з двох воднів, ковалентно зв’язаних з киснем. Оскільки кисень більш електронегативний, ніж водень, кисень притягує спільні електрони ближче до себе. Це дає атому кисню трохи більше негативного заряду, ніж будь-який з атомів водню. Цей дисбаланс називається диполем, через що молекула води має позитивну та негативну сторони, майже як крихітний магніт. Молекули води вирівнюються так, що водень на одній молекулі зіткнеться з киснем на іншій. Це надає воді більшої в’язкості, а також дозволяє воді розчиняти інші молекули, які мають або трохи позитивний, або негативний заряд.
Складання білка
Структура білка частково визначається водневим зв’язком. Водневі зв’язки можуть виникати між воднем на аміні та електронегативним елементом, таким як кисень на іншому залишку. У міру того, як білок складається на своє місце, ряд водневих зв’язків «стискає» молекулу разом, утримуючи її у певній тривимірній формі, яка надає білку особливу функцію.
ДНК
Водневі зв’язки утримують взаємодоповнювальні ланцюги ДНК. Нуклеотиди поєднуються точно на основі положення доступних донорів водневих зв’язків (доступні, злегка позитивні водні) та акцепторів водневих зв’язків (електронегативні кисень). Нуклеотидний тимін має один донорський і один акцепторний сайт, який ідеально поєднується з комплементарним акцептором і донорним сайтом нуклеотиду аденін. Цитозин ідеально поєднується з гуаніном через три водневі зв’язки.
Антитіла
Антитіла - це складені білкові структури, які точно націлюються і відповідають певному антигену. Як тільки антитіло продукується і набуває тривимірної форми (за допомогою водневого зв’язку), антитіло буде відповідати, як ключ у замку, своєму специфічному антигену. Антитіло закріплює антиген через ряд взаємодій, включаючи водневі зв’язки. Людський організм здатний виробляти понад десять мільярдів різних типів антитіл в реакції імунітету.
Хелатування
Хоча окремі водневі зв’язки не дуже міцні, серія водневих зв’язків є дуже надійною. Коли одна молекула водню зв’язується через два або більше ділянок з іншою молекулою, утворюється кільцева структура, відома як хелат. Хелатні сполуки корисні для видалення або мобілізації молекул та атомів, таких як метали.