De dynamische interacties van watermoleculen. Individuele H2O-moleculen zijn V-vormig, bestaande uit twee waterstofatomen (wit afgebeeld) die aan de zijkanten van één zuurstofatoom (rood afgebeeld) vastzitten. Naburige H2O moleculen interageren tijdelijk door middel van waterstofbruggen (afgebeeld als blauwe en witte ovalen).
Zware bindingen – covalente bindingen genoemd – houden de waterstof (wit) en zuurstof (rood) atomen van individuele H2O moleculen bij elkaar. Covalente bindingen ontstaan wanneer twee atomen – in dit geval zuurstof en waterstof – elektronen met elkaar delen. Omdat zuurstof en waterstof de gedeelde elektronen ongelijk aantrekken, krijgt elk uiteinde van het V-vormige H2O-molecuul een iets andere lading. Het gebied rond de zuurstof is enigszins negatief vergeleken met het tegenoverliggende, waterstof-bevattende uiteinde van het molecuul, dat enigszins positief is.
Opposieten trekken elkaar aan, dus dit scheve ladingsverschil maakt het mogelijk bindingen te vormen tussen de waterstof- en zuurstofatomen van aangrenzende H2O-moleculen. Elk H2O kan zich aan maximaal vier buren binden via deze zogenaamde waterstofbruggen. Hoewel kortstondig en veel zwakker dan de covalente variant, dragen waterstofbruggen aanzienlijk bij aan de waterchemie omdat ze extreem overvloedig aanwezig zijn in H2O.
Credit: Nicolle Rager Fuller, National Science Foundation