水H₂O
是自然界中氢键最典型的存在形式。每个水分子中的氢原子可与相邻水分子的氧原子形成氢键，使水分子通过“氢键网络”连接，导致水的沸点100℃远高于同族氢化物如H₂S的沸点-60.7℃。固态时的 冰
中，氢键使水分子形成疏松的四面体结构，密度小于液态水，这一特性对水生生物至关重要。
二、含羟基的化合物：醇、酚与多元醇
含羟基-OH的物质普遍存在分子间氢键。例如 乙醇C₂H₅OH
分子中，羟基的氢可与另一乙醇分子的氧形成氢键，使其沸点78.3℃显著高于同碳数的乙烷-88.6℃。 甘油丙三醇，C₃H₈O₃
因含三个羟基，分子间能形成更多氢键，表现出高黏度和吸水性。 苯酚C₆H₅OH
分子间同样存在氢键，使其熔点40.6℃高于苯5.5℃。
三、羧酸类：二聚体与氢键缔合
羧酸分子-COOH中的羟基氢易与另一羧酸分子的羰基氧形成氢键，常以 二聚体
形式存在。例如 乙酸CH₃COOH
在液态或固态时，两个分子通过氢键结合为二聚体，导致其沸点117.9℃远高于同碳数的醛如乙醛沸点20.8℃。
四、含氮化合物：氨、胺与酰胺
含氮原子的物质也能形成氢键。 氨NH₃
分子中，氢与相邻氨分子的氮形成较弱氢键，使其沸点-33.5℃高于同族的磷化氢PH₃，-87.7℃。 尿素CO(NH₂)₂
分子中氨基-NH₂的氢可与另一尿素分子的羰基氧形成强氢键，使其易溶于水且熔点高达132.7℃。脂肪胺如甲胺和芳香胺如苯胺同样存在分子间氢键。
五、生物分子：维持结构的关键作用力
生物体内的大分子依赖氢键维持结构。 DNA
中，腺嘌呤A与胸腺嘧啶T通过2个氢键配对，鸟嘌呤G与胞嘧啶C通过3个氢键配对，这是DNA双螺旋结构稳定的核心。 蛋白质
的α-螺旋和β-折叠结构，也由肽链间或侧链如羟基、氨基的氢键支撑。 葡萄糖
等糖类分子中，羟基间可形成分子内氢键，影响其构型和溶性。
六、分子内氢键：邻位取代的特殊情况
部分物质可形成分子内氢键，即同一分子内的氢与电负性原子成键。例如 邻硝基苯酚o-NO₂C₆H₄OH
中，羟基氢与邻位硝基的氧形成分子内氢键，使其沸点214℃低于间硝基苯酚297℃——后者主要形成分子间氢键。
以上物质的共同特征是：分子中存在与N、O、F直接相连的氢原子，且能与其他分子或分子内的N、O、F等原子形成氢键。这种作用虽弱于共价键，却深刻影响着物质的沸点、溶度、黏度及生物大分子的结构稳定性。