Vandmolekylet er elektrisk neutralt, men det asymmetriske arrangement af hydrogenatomer på iltatomet giver det en nettopositiv ladning på den ene side og en negativ ladning på den anden. Blandt de vigtige konsekvenser for levende organismer er vandets evne til at opløse en række stoffer mere end nogen anden væske og dens stærke overfladespænding, som gør det muligt at danne dråber og bevæge sig gennem små rødder, stilke og kapillærer. Vand er det eneste stof, der findes som gas, væske og fast stof ved temperaturer, der findes på Jorden, og på grund af vandmolekylets polaritet er fast tilstand mindre tæt end væsken stat. Som et resultat flyder der is, og dette har dybe konsekvenser for livet overalt på planeten.
Hydrogenbinding
En nem måde at forstå den polare natur af et vandmolekyle er at visualisere det som Mickey Muses hoved. Brintatomerne sidder oven på iltmolekylet på samme måde som ørerne sidder på Mickeys hoved. Dette forvrængede tetraedriske arrangement opstår på grund af den måde, elektroner deles mellem atomerne. Brintatomerne danner en vinkel på 104,5 grader, hvilket giver hvert molekyle egenskaberne ved en elektrisk dipol eller en magnet.
Den positive (hydrogen) side af hvert vandmolekyle tiltrækkes af den negative (oxygen) side af omgivende molekyler i en proces kaldet hydrogenbinding. Hver hydrogenbinding varer kun i en brøkdel af et sekund og er ikke nær stærk nok til at bryde den kovalente binder mellem atomerne, men det giver vand en uregelmæssig natur sammenlignet med andre væsker, såsom alkohol. Tre anomalier er især vigtige for levende organismer.
Livets opløsningsmiddel
På grund af dets polære natur er vand i stand til at opløse så mange stoffer, at forskere undertiden kalder det et universelt opløsningsmiddel. Organismer absorberer mange essentielle næringsstoffer, herunder kulstof, nitrogen, fosfor, kalium, calcium, magnesium og svovl fra vand. Når vand opløser et ionisk fast stof, såsom natriumchlorid, flyder ionerne desuden frit i opløsning og gør det til en elektrolyt. Elektrolytter leder de elektriske signaler, der er nødvendige for at transmittere neurale signaler såvel som dem, der regulerer andre biofysiske processer. Vand er også mediet, gennem hvilket organismer fjerner affaldsprodukter fra stofskifte.
Den bindende næringskraft
Den elektrostatiske tiltrækning af vandmolekyler for hinanden skaber fænomenet overflade spænding, hvorved overfladen af flydende vand danner en barriere, hvorpå visse insekter faktisk kan gå. Overfladespænding får vand til at perle op i dråber, og når en dråbe nærmer sig en anden, tiltrækker de hinanden for at danne en enkelt dråbe.
På grund af denne attraktion kan vand blive trukket ind i små kapillærer som en konstant strøm. Dette giver planter mulighed for at trække fugt fra jorden gennem deres rødder, og det gør det muligt for høje træer at få næring ved at trække saft gennem deres porer. Tiltrækning af vandmolekyler for hinanden hjælper også med at holde væsker cirkulerende gennem dyrekroppe.
Anomalien om flydende is
Hvis is ikke flyder, ville verden være et andet sted og sandsynligvis ikke være i stand til at støtte livet. Hav og søer kunne fryse fra bunden op og kunne blive til en solid masse, når temperaturen blev kold. I stedet danner vandmasser en isskind om vinteren; overfladen af vandet fryser, når det udsættes for de koldere lufttemperaturer over det, men isen forbliver oven på resten af vandet, fordi isen er mindre tæt end vand. Dette gør det muligt for fisk og andre marine skabninger at overleve i koldt vejr og give mad til landlevende skabninger.
Bortset fra vand bliver hver anden forbindelse tættere i fast tilstand, end den er i flydende tilstand. Vands unikke opførsel er et direkte resultat af vandmolekylets polaritet. Når molekylerne sætter sig i fast tilstand, tvinger hydrogenbinding dem til en gitterstruktur, der giver mere plads mellem dem, end de havde i flydende tilstand.