在量子力学出现以前，科学家们根据经典力学的解释认为，电子围绕质子旋转着，其旋转的方式就像是地球围绕太阳作轨道式旋转一样（见图3-3）。可是如果真是这样，就解释不了一个问题：“如果电子是这样方式旋转的，电子就应该在失去能量的同时，几乎在一瞬间旋进原子核而毁灭掉。可是这种情况并没有发生（如果发生了，世界就会在宇宙爆炸之初又毁灭了）。从另一角度来说，如果量子力学是错误的，宇宙就不会存在。”
图3-3 地球围绕着太阳转
量子力学的哥本哈根诠释出现以后，对电子为什么没有旋进原子核作了如下准确解释：
电子在原子空荡荡的空间中不是如经典力学中想象的那样，像一个粒子一样围绕着原子核（质子）旋转的，而是像一团云一样包裹着原子核。人们在原子空间的内部是无法确定电子准确位置的。可以说，一个电子在原子空间中是无处不在的。
当时有人提出：
第一，电子之所以没有最终坠入原子核，是否因为其旋转的速度太快，能量又非常大呢？
第二，人们无法确定电子的准确位置，是否是因为电子的旋转速度太快，就像人们无法看清高速旋转的电风扇的扇片一样，无法准确地定位电子的位置呢？
对于第一点，零点能的存在否定了这种情况发生的可能性。零点能的意思是当电子处于最小能量时，即在接近宇宙最低绝对温度-273.15℃的情况下，电子也没有旋进原子核。
对于第二点否定的原因是，无论电子的旋转速度有多快，都无法超越宇宙绝对速度——光速，只要它是以粒子的形式围绕原子核旋转的，我们就都能够用实验检测到它的准确位置。
最终在物理科学上得出的结论是，电子是以一团模糊的云的方式存在于原子空间中的。清楚地说，电子在原子中不是一个粒子，而是扩散在整个原子空间中的云团。再用个比喻说，如果把氢原子比喻成一座大型体育场，一个质子就如同是体育场中央的一颗台球，电子不是像一粒沙那样在体育场外围旋转着，而是像一团云一样扩散在整个体育场的空间中。
在氢键形成的机制中，如果电子是一颗粒子，就不会形成氢键。因为如果电子是如一粒沙一样围绕着原子核旋转的话，无论其速度有多快，都会出现在某一时刻电子会绕到氧原子核另一侧的情况，这时氢原子中的质子就被裸露出来。一个裸露的、带强大正电力的质子会迅速对在它身边的原子造成影响，即会迅速产生其他化合物（例如，硫酸的强腐蚀性就是裸露的质子惹的祸）。然而这种情况并没有发生。因此，在水分子中，你必须要把一个电子看成是一团包裹着质子的“云”。氢原子之所以会显示出正电性，是因为氧原子把一个电子的大部分“电子云”吸引到它那里去了，而只留给了氢原子少部分的电子云。
因此，只有当电子在原子空间中以一团无处不在的电子云的方式存在着时，才会形成氢键，进而才会让水成“滴”，让肺呼吸，让碱基形成基因（见图3-4）。对氢键的理解，让科学家对基因的形成获得了合理的解释，同时也据此创造出了新的治疗技术和新型药物。
图3-4 基因中氢键示意图
由以上内容，我们可以清楚地看到，氢键的存在直接证明电子在原子空间中必须是以一种“无处不在”的“云团”的方式存在着的，否则氢键就不可能存在。
