氫鍵

有一種次鍵比一般凡得瓦吸引強得多、也講究得多：氫鍵。當一個氫原子已經與電負度很大的原子（氧、氮或氟）形成共價鍵，又向附近另一個這類原子伸手時，它就出現了。正是這種特別的鍵讓水的行為如此古怪、把 DNA 兩股綁在一起、也讓蛋白質與高分子變得更硬挺。

機制是這樣。當氫與氧鍵結時，貪心的氧把共用電子強烈拉向自己，留下氫的原子核，一個裸露的質子，屏蔽得很差、明顯帶正。這個外露的正氫，接著去吸引鄰近氧或氮上的一對孤對電子。因為孤對電子指向確定方向，氫鍵是有方向性的（不像單純的凡得瓦鍵），而且比一般次鍵強，約 0.1 到 0.5 eV，介於微弱的凡得瓦鍵與完整共價鍵之間。

氫鍵在結構上的表現超乎其量級。每個水分子能以有方向、開放的四面體樣式和四個鄰居結氫鍵；正是這種開放，讓冰的密度低於液態水而浮起，一個罕見又攸關生命的反常。同樣的方向性鍵拉起 DNA 的鹼基對、把蛋白質摺成能運作的形狀、也把高分子鏈交聯起來，提升其強度與熔點。凡得瓦力只是把東西疊起來，氫鍵卻能建出特定、有方向的建築。