酸素ヘテロ原子間の異なるタイプの水素結合におけるエネルギープロファイル。標準的な水素結合は非対称であり、水素は1つのヘテロ原子と結合しています。ヘテロ原子間のpKaが等しい場合、2つの位置の間に水素が適切に結合した対称的な水素結合が形成されます。距離が短い場合、2つのエネルギー極小点間の障壁は十分に低いため、水素は低障壁、つまり単一井戸型水素結合として均等に結合します。
対称水素結合は、陽子が2つの同一原子のちょうど中間に位置する特殊なタイプの水素結合です。各原子に対する結合の強さは等しく、 3中心4電子結合の一例です。このタイプの結合は「通常の」水素結合よりもはるかに強く、実際、その強さは共有結合に匹敵します。これは高圧下の氷（氷X ）や、高圧下のフッ化水素酸やギ酸などの多くの無水酸の固相で見られます。また、二フッ化物イオン[F−H−F] −でも見られます。対称水素結合は、第一殻のデュエット則（陽子は実質的に4つの電子に囲まれている）に違反しているように見えることから、量子力学的に説明しようと多くの研究が行われてきました。この問題のため、これをイオン結合と考える人もいます。
参考文献
- シュタイナー、トーマス (2002). 「固体中の水素結合」. Angewandte Chemie International Edition . 41 : 48– 76. doi :10.1002/1521-3773(20020104)41:1<48::AID-ANIE48>3.0.CO;2-U. PMID 12491444.
