離子液體的結構因素（包括陽離子、陰離子、陽離子烷基鏈長及C2位甲基化等）顯著影響其陰陽離子間的相互作用強度，其中氫鍵起主導作用。一般而言，陰陽離子間氫鍵作用越強，離子液體的吸濕性越強，其與水相互作用的強弱取決于陰陽離子的體積與表面電荷分布。
吸濕性主要受陰離子影響。在同系列離子液體中，體積較大的陰離子電荷離域性更強，表面電荷分布更少，與水作用較弱，吸濕性也較差。例如，陰離子為[BF?]?時，吸濕性順序為[BMIM] > [HMIM] > [OMIM]，即隨陽離子烷基鏈增長而降低，這可用離子體積增大來解釋。同時，[BMIM] > [BMMIM]表明C2位甲基化可降低吸濕性，原因在于C2–H無法與陰離子形成氫鍵，且離子體積增大、表面電荷減少。
在陰離子相同的情況下，吸濕性一般按咪唑類、吡啶類、季磷類的順序依次降低。當陽離子固定為[BMIM]?時，不同陰離子的吸濕性由強到弱順序為：[Ac]? > [Cl]? > [Br]? > [TFA]? > [NO?]? > [TFO]? > [BF?]? > [Tf?N]? > [CHO]? > [PF?]?。
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