Водната молекула е електрически неутрална, но асиметричното разположение на водородните атоми върху кислородния атом й дава нетен положителен заряд от едната страна и отрицателен заряд от другата. Сред важните последици за живите организми са способността на водата да разтваря различни вещества, повече от всички друга течност и нейното силно повърхностно напрежение, което му позволява да образува капки и да пътува през малки корени, стъбла и капиляри. Водата е единственото вещество, което съществува като газ, течност и твърдо вещество при температури, открити на Земята, и поради полярността на водната молекула, твърдото състояние е по-малко плътно от течното държава. В резултат на това ледът плава и това има дълбоки последици за живота навсякъде на планетата.
Водородно свързване
Лесен начин да оцените полярната природа на водната молекула е да я визуализирате като главата на Мики Маус. Водородните атоми седят върху молекулата на кислорода по същия начин, по който ушите седят върху главата на Мики. Това изкривено тетраедрично разположение се дължи на начина, по който електроните се споделят между атомите. Водородните атоми образуват ъгъл от 104,5 градуса, придавайки на всяка молекула характеристиките на електрически дипол или магнит.
Положителната (водородна) страна на всяка водна молекула се привлича към отрицателната (кислородната) страна на околните молекули в процес, наречен водородна връзка. Всяка водородна връзка трае само частица от секундата и не е достатъчно силна, за да разчупи ковалента връзки между атомите, но придава на водата аномален характер в сравнение с други течности, като алкохол. Три аномалии са особено важни за живите организми.
Разтворителят на живота
Поради полярната си природа, водата е способна да разтвори толкова много вещества, че понякога учените я наричат универсален разтворител. Организмите абсорбират много важни хранителни вещества, включително въглерод, азот, фосфор, калий, калций, магнезий и сяра от водата. Освен това, когато водата разтваря йонно твърдо вещество, като натриев хлорид, йоните плават свободно в разтвор и го превръщат в електролит. Електролитите провеждат електрическите сигнали, необходими за предаване на невронни сигнали, както и тези, които регулират други биофизични процеси. Водата е и средата, чрез която организмите елиминират отпадъчните продукти от метаболизма.
Обвързващата сила на храненето
Електростатичното привличане на водни молекули една за друга създава феномена на повърхността напрежение, при което повърхността на течната вода образува бариера, върху която някои насекоми всъщност могат разходка. Повърхностното напрежение кара водата да натрупва капчици и когато една капчица се приближава до друга, те се привличат взаимно, за да образуват една капка.
Поради тази атракция водата може да се изтегля в малки капиляри като постоянен поток. Това позволява на растенията да черпят влага от почвата чрез корените си и позволява на високите дървета да се хранят, като изтеглят сок през порите си. Привличането на водни молекули една за друга също помага да се поддържа циркулацията на течности през телата на животните.
Аномалията на плаващия лед
Ако ледът не плуваше, светът щеше да е различно място и вероятно нямаше да може да поддържа живота. Океаните и езерата могат да замръзнат отдолу нагоре и могат да се превърнат в твърда маса, когато температурата стане студена. Вместо това водни тела образуват ледена обвивка през зимата; повърхността на водата замръзва, когато е изложена на по-студените температури на въздуха над нея, но ледът остава върху останалата част от водата, тъй като ледът е по-малко плътен от водата. Това позволява на рибите и други морски същества да оцелеят в студено време и да осигурят храна за обитаващите сушата същества.
С изключение на водата, всяко друго съединение става по-плътно в твърдо състояние, отколкото в течно състояние. Уникалното поведение на водата е пряк резултат от полярността на водната молекула. Докато молекулите се утаяват в твърдо състояние, водородното свързване ги принуждава в решетъчна структура, която осигурява повече пространство между тях, отколкото са имали в течно състояние.