原子就是这样，通过离子键或者共价键这样的化学键来组成。那么，如果遇到极端情况呢？比如，只有一个电子的氢原子，当它与其他原子结合，不得不把“独生”电子交出去时，它的原子核岂不是就要“裸奔”了么？
我们日常生活中常见的水（H2O），就是由一个氧原子和两个氢原子组成，连接它们的是共价键。当1个电子的氢原子，碰到8个电子的氧原子时，每个氢原子都出1个电子，与氧原子外层的1个电子“共轨”，这样，只有最内层电子轨道的氢原子达到了内“2”的平衡，而最外层轨道有6个电子的氧原子，在跟两个氢原子各共用两个电子后，又达到了“外8”的平衡。
水是性质特殊的极性，这是因为在水中，“共轨”的电子只能在氧原子和氢原子之间结合的那一侧存在，形成电子云，氢原子对外的那一侧就因为没有电子，而把带正电的原子核裸露出来。如果把水看做一个大脑袋，这个的大脑袋氧原子就带着负电，而两只脚丫氢原子带着正电。这样，当不同的水相遇时，因为正负电荷的相互作用，这个水的脑袋会倾向于和那个水的脚丫子“异性相吸”，最后形成一大团水的聚合体。这种水间的作用力就叫“氢键”，是氢原子对外裸露而产生的间的弱相互作用。
“氢键相当于两个人手拉手，可以拉也可以分，它在本质上和化学键不同。化学键连接的是你自己的手和脚，不能分开。”裘晓辉这样解释二者之间的区别。“氢键就是半裸的氢原子核作为桥，把拉到一起。所以有氢键的，中必须有氢原子。”
图为由我国科学家改装并拍到世界第一张氢键照片的非接触式原子力显微镜。佘惠敏
怎么看到氢键
由于氢是自然界中普遍存在的元素，氢键就成了自然界中最重要，存在最广泛的间相互作用形式之一。虽然氢键的强度相对于共价键非常弱，但对物质的性质有至关重要的影响氢键作用使水在常温下以液态存在，使冰能够浮在水面上，使雪花成为六角形，使DNA形成双螺旋结构、使氨基酸组成蛋白质大……
正因为氢键如此重要，“看到”氢键就成为化学、生命科学、医药学等多学科专家们的共同心愿。
然而，看到氢键又是何等困难！早在1936年出版的《化学键的本质》一书中，诺贝尔化学获得者鲍林就已正式提出氢键概念。一个多世纪过去了，人们对氢键特性的研究主要借助于X射线衍射、拉曼光谱、中子衍射等技术进行间接分析，从来没有真正地看到过氢键。
要看到氢键，需要进入原子的世界，而原子非常小，一亿个原子手拉手站成一排，才有人类手指头那么宽。我们要用什么来触摸原子世界？