硝酸分子结构导致氢键连接松散，因为它的O-H键能较低，只有约463 kJ/mol，而水分子O-H键能高达463 kJ/mol，这差距让硝酸分子间的氢键难以稳定形成。硝酸分子呈平面三角形，三个甲基朝外伸展，中间的N-O键能较弱，容易让分子旋转，破坏氢键的持续连接。水分子团簇结构紧密，而硝酸分子像散落的积木，氢原子和邻近O原子距离常超过2.7埃，无法满足氢键形成条件。

硝酸分子间作用力以范德华力为主，氢键仅占约5%的相互作用能量。实验数据显示，硝酸沸点（83℃）比同分子量醇类（如丙醇78℃）还高，说明虽然氢键弱，但分子间仍有其他作用力补充。硝酸分子O-H键能463 kJ/mol与水相同，但因分子结构扭曲，氢原子与邻近O原子距离常达2.8-3.0埃（水为1.8-2.0埃），导致氢键形成概率降低70%。分子旋转频率达每秒200次，远超水分子每秒50次的旋转频率，频繁的结构变化使氢键难以持续。虽然氢键强度约10 kJ/mol（水为35 kJ/mol），但硝酸分子间还存在更强的偶极-偶极作用（约30 kJ/mol），所以整体表现类似弱氢键但实际作用力更复杂。