与同族元素氢化物相比，H₂O和HF的熔沸点特别高，这是由于这些分子间存在着氢键的缘故。冰中O—H…O氢键的作用能为18.8 kJ•mol^－1，而(HF)_n中F—H…F氢键的作用能为28.1 kJ•mol^－1。就氢键强度而言，F—H…F大于O—H…O，那么又该如何解释H₂O的熔点、沸点(分别为0℃和100℃)比HF(分别为－83.1℃和19.5℃)高的事实呢？

(1)两者形成的氢键数目不同。

在液态HF中，一个HF分子只能用头尾与另外两个HF分子形成两个氢键，折合每摩尔HF分子只分享到一摩尔氢键；而在H₂O中，每个H₂O分子中有可能形成四个氢键，每个氢原子分享到一个氢键，折合每摩尔H₂O中有两摩尔氢键。因此每摩尔H₂O形成氢键的总数比每摩尔液态HF来得多。

(2)熔化或沸腾时两者破坏氢键的程度不同。

物质的熔化或沸腾并不意味着它一定要变成单个分子。液态HF沸腾并不需要破坏所有的氢键，而只需破坏其中的一部分。

红外及电子衍射等研究表明，气态HF是单体和环状六聚体(HF)₆的一种平衡混合物，在一定的温度和压力下链状二聚体(HF)₂也可能存在。与此不同，在固态水(冰)中，水分子大范围地以氢键互相联结成晶体，在液态水中多个水分子通过氢键结合在一起形成(H₂O)_n ，而在水蒸气中并不存在缔合分子，它是由单个H₂O分子所组成，所以水沸腾要破坏全部的氢键。也就是说，就单个氢键而言，键能F—H…F大于O—H…O，但就固态变成液态或液态变成气态所需消耗的能量来说，H₂O却大于HF，这就是H₂O的熔沸点比HF高的主要原因。

有关数据表明，冰中氢键的作用能为18.8 kJ•mol^－1，而冰的熔化热只有5.0 kJ•mol^－1。即使冰的熔化热全部用于破坏冰的氢键而无他用，在0℃时冰熔化成液态水，至多只能打破冰中全部氢键的约13%[等于5/(18.8×2)]。这就意味着，刚刚熔化的水中仍存在着许多由氢键作用而形成的小集团(H₂O)_n。随着温度升高，水中的氢键逐渐断裂。但在沸点时液态水中依然存在相当数量的氢键，这可由373K时水的蒸发热为40.63 kJ•mol^－1得以证实。