Ikatan kimia
Ikatan hidrogen bisa dikatakan sebagai dipol permanen yang sangat kuat seperti yang dijelaskan di atas. Namun, pada ikatan hidrogen, proton hidrogen berada sangat dekat dengan atom penderma elektron dan mirip dengan ikatan tiga-pusat dua-elektron seperti pada diborana. Ikatan hidrogen menjelaskan titik didih zat cair yang relatif tinggi seperti air, ammonia, dan hidrogen fluorida jika dibandingkan dengan senyawa-senyawa yang lebih berat lainnya pada kolom tabel periodik yang sama.
Hidronium
Karena dan N memiliki jumlah elektron yang sama, adalah isoelektronik dengan amonia. Seperti ditunjukkan pada gambar di atas, memiliki sebuah geometri molekul trigonal piramida dengan atom oksigen pada puncaknya. Sudut ikatan H–O–H kira-kira sebesar 113°, dan pusat massa sangat dekat dengan atom oksigen. Karena dasar piramida terdiri dari tiga atom hidrogen yang identik, konfigurasi atas simetri molekul seperti halnya termasuk dalam kelompok "point group" C. Karena simetri ini dan fakta bahwa ia memiliki momen dipol, aturan seleksi rotasi ini adalah Δ"J" = ±1 dan Δ"K" = 0. Dipol transisi terletak di sepanjang sumbu-"c" dan, karena muatan negatif terlokalisasi dekat atom oksigen, momen dipol mengarah ke puncak, tegak lurus terhadap bidang dasar.