Поговорим про водородную связь. Пусть водород вступает в соединение с каким-то сильно электроотрицательным атомом, будь то кислород, как в молекуле воды, или фтор, как в плавиковой кислоте. Между ними образуется ковалентная связь.
Тогда водороду приходится мириться с жадным до электронов соседом. Образовавшаяся при взаимодействии обобществленная электронная пара перетягивается сильнее на сторону кислорода (или фтора), в результате чего последний становится немного более отрицательным, а водород – чуть более положительным. Молекула поляризуется.
Поляризация приводит к тому, что в простом стакане с водой начинают происходить очень странные дела. Мы помним, что молекула воды имеет форму уголка, где вершина – это немного отрицательный кислород, а концы – немного положительные водороды. В таком случае просто-таки напрашивается, чтобы положительные водороды одних молекул воды тянулись к отрицательным кислородам других молекул.
Принято считать, что таким образом между молекулами воды возникает электростатическое взаимодействие, хотя сообщается, что это может быть и специфический случай связи ковалентной.
Как бы то ни было, такая тяга к сближению и есть водородная связь. Она довольно слабая, в основном, 10-20 кДж/моль, хотя в отдельных случаях может достигать и нескольких десятков кДж/моль.
Этот тип связи может встречаться как в рамках одной молекулы, например, как в кристаллогидратах, о которых мы говорили недавно, так и между разными молекулами, как в уже упомянутом стакане воды.
Но пусть одна водородная связь и слаба, зато количество этих связей может быть велико. Так при помощи водородной связи одна молекула воды обычно может сообщаться с четырьмя другими своими подружками. А это уже что-то значит.
Именно благодаря водородной связи вода кипит при 100°C, а не при более низкой температуре; обладает вязкостью 8,90·10−4 Па·с, а не ниже и т.д.
Не стоит забывать, что молекулы воды постоянно движутся и разрывают водородные связи с одними соседями, но тут же устанавливают их с новыми. Не привязываются в общем: легко сходятся, легко расходятся.