Vand ser ud til at være det vigtigste miljømæssige træk, der muliggør eksistens og vedligeholdelse af liv. Der er organismer, der findes uden sollys eller ilt, men der er endnu ikke fundet nogen, der eksisterer helt uafhængigt af vand. Selv hårdføre kaktusser i den fjerne ende af ørkenen kræver en vis mængde vand for at overleve. Hemmeligheden bag vandets brugbarhed for livet ligger i dets hydrogenbindingskarakteristik, som giver fem egenskaber, der er vigtige for at skabe et miljø, hvor livet kan eksistere og trives.
Vand er sammenhængende og klæbende.
Vandmolekyler er polære. Det vil sige, den ene ende af molekylet er mere elektronegativ (negativ ladning) end den anden ende (positiv ladning). Derfor er de modsatte ender af forskellige vandmolekyler tiltrukket af hinanden som de modsatte ender af magneter. De attraktive kræfter mellem vandmolekyler er kendt som "hydrogenbindinger." Brintbinding vandets tendens får det til at være 'klæbrig', idet vandmolekyler har tendens til at klæbe sammen (som i en pyt). Dette er kendt som samhørighed. På grund af denne egenskab har vand en høj overfladespænding. Det betyder, at det tager lidt ekstra kraft at bryde vandpølens overflade. Vand er også klæbende, hvilket betyder, at det har tendens til at holde fast i andre molekyler udover vand. Især vil det holde sig til vandopløselige (hydrofile) stoffer, såsom stivelse eller cellulose. Det klæber ikke til hydrofobe stoffer, såsom olie.
Vand opretholder en relativt konstant temperatur.
Vand har høj specifik varme, høj fordampningsvarme og en fordampende køleegenskab, der sammen får det til at have en tendens til at opretholde en konstant temperatur. Vandtemperaturer kan naturligvis ændre sig, de ændrer sig bare langsommere end temperaturerne på andre stoffer. Hver af disse egenskaber skyldes vandets hydrogenbindende egenskab. Brud og dannelse af bindingerne, hvilket ville være nødvendigt for at ændre vandets temperatur (temperatur påvirker hastigheden af molekylbevægelsen), tager en ekstra mængde energi (eller varme) til komplet.
Høj specifik varme betyder, at vand absorberer og holder på varmen bedre end mange stoffer. Det vil sige, det tager mere energi (varme) at ændre vandtemperaturen. Høj fordampningsvarme betyder, at det tager mere energi (varme) at omdanne vand til en gas (damp) end mange andre stoffer. Fordampningskøling er et resultat af, at vandmolekylerne, der flygter ud i en gasformig tilstand (i damp), bærer varme med sig og derfor ud af vandpølen. Som et resultat vil vandpølen have en tendens til ikke at øge temperaturen meget og forblive konstant.
Vand er et godt opløsningsmiddel
Fordi vand er polært og så let hydrogenbinder, vil andre polære molekyler let opløses i det. Husk, at for polære molekyler er der en negativ ladning i den ene ende af molekylet, som tiltrækkes af den positive ladning i den anden ende af andre molekyler, som en magnet. Denne attraktion danner hydrogenbindinger. Polære molekyler er også kendt som hydrofile (vandelskende) eller vandopløselige molekyler. Vand opløser imidlertid ikke ikke-polære eller hydrofobe (vandfrygtige) molekyler godt. Hydrofobe molekyler inkluderer olier og fedtstoffer.
Vand udvides, når det fryser
Det høje antal hydrogenbindinger, der findes i flydende vand, får vandmolekylerne til at være længere fra hinanden, end molekylerne kan være i andre væsker (bindingerne selv optager plads). I flydende vand dannes bindingerne konstant, brydes og reformeres, så vandet kan strømme uden en bestemt form. Men når vand fryser, kan båndene ikke længere brydes, fordi der ikke er nogen varmeenergi til at gøre det. Derfor danner vandmolekylerne et gitter, der er mere ekspansivt end vand i flydende form. Fordi det frosne vand indeholder det samme antal molekyler, men er mere ekspansivt, er det mindre tæt end flydende vand. Den mindre tætte is (fast vand) vil derfor flyde over det mere tætte flydende vand.
En isfilm over en vandmasse fungerer som en isolator. Som et resultat vil det flydende vand under isen blive beskyttet mod luften ude og vil også være mindre tilbøjelige til at fryse. Dette er endnu en grund til, at vand er i stand til at opretholde en jævn temperatur.
Vand har en neutral pH-værdi.
Vand [H2O] kan dissocieres i hydrogen [H +] - og hydroxyl [OH-] ioner. pH er et relativt mål for hydrogen til hydroxylioner. Fordi vand har et omtrent lige stort antal hydrogen- og hydroxylioner, er det hverken surt eller basisk, men har en neutral pH på 7. Og fordi den indeholder både hydrogen og hydroxylioner, kan den give det, der måtte være nødvendigt for at regulere pH-værdien for en enzymatisk reaktion, der forekommer i dens nærvær. Som et resultat er det et multifunktionsopløsningsmiddel, inden for hvilket millioner af forskellige enzymatiske reaktioner med forskellige pH-krav potentielt kan forekomme.