تسمح الروابط الهيدروجينية للماء بأن يشكل جزيئات كبيرة

يكتسب الماء السائل ، كما هو الحال الجليد، بنية الجزيئات الكبيرة ، وينجم هذا عن قدرة جزيئات الماء ثنائية القطب على الاتحاد فيها بينما في حالتيها السائلة والصلبة ، حيث تشكل التأثيرات الكهربية الراكدة (الساكنة) بين ذرة هيدروجين من أحد جزيئات الماء ثنائية القطب وزوج الكتروني غير مشارك (بالروابط) من جزيء قطبي اخر من الماء ما يسمى بالرابطة الهيدروجينية ، وتسمح مجموعة الروابط الهيدروجينية المشكلة بين جزيئات الماء القطبية باتحادها بشكل مرتب تماما. يتطلب تشكيل الرابطة الهيدروجينية وجود معط ومستقبل للهيدروجين مع ملاحظة ان جزيئات الماء السائل تستطيع ان تلعب الدورين معا اي معط ومستقبل لذرات الهيدروجين (الشكل 3-3) . وتكون الروابط الهيدروجينية المتشكلة بين جزيئات الماء في الحالة السائلة روابط عابرة (حيث يبلغ العمر النصفي لاتحاد وانفصال جزيئات الماء حوالي 1 مكرو ثانية). وفي الحالة الصلبة، يرتبط كل جزيء ماء مع اربعة جزيئات اخرى ، أما في الحالة السائلة ، فينقص هذا الرقم قليلا (3.5 تقريبا). وإذا استثنينا الطبيعة المؤقتة للتأثرات ثنائية القطب في الماء السائل ، فإنه يشبه الجليد أكثر مما يمكن ان يتخيله المرء.

تعتبر الروابط الهيدروجينية ضعيفة إذا ما قورنت بالروابط التساهمية ، حيث ان كسر الاولى في الماء يتطلب حوالي 4.5 كيلو كالوري / مول فقط وهو أقل من 5% مما يتطلبه كسر الرابطة بين ذرتي الاكسجين والهيدروجين في جزيء الماء 110 كيلو كالوري / مول)