一個水分子通常是被描述為由兩個氫原子和一個氧原子所構成（H2O）。如果所有的水分子都是如此，那它就會是低沸點的小分子。硫化氫（H2S）具有相似的但較重的分子（因為硫重於氧），它是一種氣體，只要在-61.8℃時就液化。

如果水只是H2O，那麼它就會在更低的溫度下，也許在-80℃左右液化。

但是，可以看一看水分子的形狀。三個原子構成的圖形很接近於直角，而氧原子在頂點。氧與每一個氫原子共享兩個電子，但這種共享不是平均的。氧對於電子具有較強的吸引力，因此，帶負電荷的電子偏向於水分子中氧的那一方。這就意味著，雖然水分子整個來說是不帶電的，但是水分子中氧的那一方有小量的負電荷，而兩個氫原子則有小量與它平衡的正電荷。

相反的電荷互相吸引。於是兩個鄰近的水分子有排列起來的傾向，而使一個水分子的負氧端接近於下一個水分子的正氫端，這就構成了一個“氫鍵”，它的強度只是把分子中氫和氧保持在一起的普通鍵的二十分之一。這仍然足以使水分子有“粘性”。

由於這種粘性，水分子比沒有粘性時容易結合在一起，更難以分開來。為了克服這種粘性，並使之煮沸，必須把水加熱到100℃。如果溫度下降到0℃，氫鍵的優勢就是鎖定水分子的位置並使之凍結為冰。如果不是因為有氫鍵的話，要凍結成冰，溫度就要比這還要低得多。

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