Molekula vode električki je neutralna, ali asimetrični raspored atoma vodika na atomu kisika daje joj neto pozitivni naboj s jedne, a negativni naboj s druge strane. Među važnim posljedicama za žive organizme je sposobnost vode da otapa razne tvari, više nego bilo koje druge druga tekućina i njezin snažni površinski napon koji joj omogućuje stvaranje kapljica i putovanje kroz sitne korijene, stabljike i kapilare. Voda je jedina tvar koja postoji kao plin, tekućina i krutina na temperaturama koje se nalaze na Zemlji, a zbog polarnosti molekule vode, kruto stanje je manje gusto od tekućine država. Kao rezultat, led pluta, a to ima duboke implikacije na život svugdje na planeti.
Vodikova veza
Jednostavan način da se uvidi polarna priroda molekule vode je vizualizirati je kao glavu Mickeyja Mousea. Atomi vodika sjede na vrhu molekule kisika na sličan način kao i uši na Mickeyevoj glavi. Ovaj iskrivljeni tetraedarski raspored nastaje zbog načina na koji se elektroni dijele između atoma. Atomi vodika tvore kut od 104,5 stupnjeva, dajući svakoj molekuli karakteristike električnog dipola ili magneta.
Pozitivnu (vodikovu) stranu svake molekule vode privlači negativna (kisikovu) stranu okolnih molekula u procesu koji se naziva vodikova veza. Svaka vodikova veza traje samo djelić sekunde i nije ni približno dovoljno jaka da razbije kovalentnu veze između atoma, ali daje vodi anomalnu prirodu u usporedbi s drugim tekućinama, kao što je alkohol. Tri su anomalije posebno važne za žive organizme.
Otapalo života
Zbog svoje polarne prirode voda je u stanju otopiti toliko tvari da je znanstvenici ponekad nazivaju univerzalnim otapalom. Organizmi iz vode apsorbiraju mnoge esencijalne hranjive sastojke, uključujući ugljik, dušik, fosfor, kalij, kalcij, magnezij i sumpor. Štoviše, kad voda otopi ionsku krutinu, poput natrijevog klorida, ioni slobodno plutaju u otopini i pretvaraju je u elektrolit. Elektroliti provode električne signale potrebne za prijenos neuronskih signala, kao i one koji reguliraju druge biofizičke procese. Voda je također medij putem kojeg organizmi uklanjaju otpadne tvari metabolizma.
Vezujuća sila prehrane
Elektrostatička privlačnost molekula vode jedna za drugu stvara površinski fenomen napetost, pri čemu površina tekuće vode stvara prepreku na kojoj određeni insekti zapravo mogu hodati. Površinska napetost čini da se kapljice vode skupljaju u kapljice, a kad se jedna kapljica približi drugoj, privlače jedna drugu i čine jednu kapljicu.
Zbog ove privlačnosti voda se može uvlačiti u male kapilare kao stalan tok. To omogućuje biljkama da izvlače vlagu iz tla kroz svoje korijenje, a visokim stablima omogućuje prehranu povlačeći sok kroz pore. Privlačnost molekula vode jedna za drugu također pomaže u održavanju tekućina u cirkulaciji kroz životinjska tijela.
Anomalija plutajućeg leda
Da led ne pluta, svijet bi bio drugo mjesto i vjerojatno ne bi mogao podržati život. Oceani i jezera mogli su se smrznuti odozdo prema gore i mogli bi se pretvoriti u čvrstu masu kad god bi temperatura postala hladna. Umjesto toga, vodene površine zimi tvore kožu od leda; površina vode smrzava se kada je izložena hladnijim temperaturama zraka iznad nje, ali led ostaje na vrhu ostatka vode jer je led manje gust od vode. To omogućava ribama i drugim morskim bićima da prežive u hladnom vremenu i osiguravaju hranu bićima koja žive na kopnu.
Osim vode, svaki drugi spoj postaje gušći u čvrstom stanju nego u tekućem. Jedinstveno ponašanje vode izravna je posljedica polariteta molekule vode. Kako se molekule smiruju u krutom stanju, vodikova veza tjera ih u rešetkastu strukturu koja pruža više prostora između njih nego što su imale u tekućem stanju.