产生的内在机理是：与电负性大，原子半径小的原子X（例如氮原子N）共价相连的氢原子H，与相近的电负性大的原子Y（如氧原子O）之间会产生一种以氢原子为媒介的相互作用，称之为氢键（它并不是化学键，而是一种强相互作用），其中X成为氢供体，Y称为氢受体氢键的。
水中的氢键是由于水H—O—H具有很大的极性，氧具有较强的电负性，使得与之相连的氢原子趋于正电，与相邻的水分子中的氧原子产生相互作用，由于氧原子电子层结构的原因，每个水分子中的氧原子还能与相邻的两个氢原子产生相互作用，故而水分子间氢键密度高，作用强。
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