As ligações entre as moléculas de água adjacentes são chamadas de ligações de hidrogênio. A força de uma única ligação de hidrogênio é apenas 5% daquela de uma ligação covalente; no entanto, muitas ligações de hidrogênio juntas fornecem estabilidade e conferem certas características físicas à água.
Uma ligação de hidrogênio ocorre quando o hidrogênio de uma molécula de água atrai o átomo de oxigênio de outra. Isso ocorre devido às diferenças de eletronegatividade entre hidrogênio e oxigênio. O oxigênio é o átomo mais eletronegativo, o que significa que tem uma atração mais forte pelos elétrons. O hidrogênio tem uma afinidade muito menor pelos elétrons.
Quando o hidrogênio e o oxigênio se ligam, os elétrons que são compartilhados entre eles orbitam ao redor do átomo de oxigênio por períodos mais longos do que ao redor dos dois átomos de hidrogênio. Esse compartilhamento desigual faz com que o hidrogênio assuma uma carga parcial positiva, enquanto o oxigênio se torna ligeiramente negativo. Cargas positivas e negativas atraem; portanto, as regiões positivas de hidrogênio das moléculas de água se ligam às áreas negativas de oxigênio de outras moléculas de água, criando uma rede de moléculas de água que é bastante forte. A ligação de hidrogênio torna a água mais viscosa e dá a ela um ponto de ebulição mais alto em comparação com outros líquidos.
