Quando un atomo di idrogeno si lega covalentemente a un atomo di ossigeno o di azoto, si ritiene che abbia una carica positiva parziale. Questo perché l'elettronegatività dell'ossigeno e dell'azoto è maggiore di quella dell'idrogeno, il che significa che attraggono più fortemente gli elettroni. Di conseguenza, gli elettroni del legame covalente vengono attratti verso l'atomo di ossigeno o di azoto, lasciando l'atomo di idrogeno con una leggera carica positiva.

Questa carica positiva parziale sull'atomo di idrogeno può quindi attrarre un altro atomo o molecola, come un secondo atomo di ossigeno o azoto, per formare un legame idrogeno. I legami idrogeno sono più deboli dei legami covalenti, ma possono comunque svolgere un ruolo importante nel determinare la struttura e le proprietà di molecole e materiali. Ad esempio, i legami idrogeno sono responsabili dell’elevato punto di ebollizione dell’acqua e della solubilità di molte molecole polari nell’acqua.