שלוש דרכים שקוטביות מולקולות מים משפיעות על התנהגות המים

כל האורגניזמים החיים תלויים במים. מאפייני המים הופכים אותם לחומר ייחודי מאוד. הקוטביות של מולקולות מים יכולה להסביר מדוע קיימים מאפיינים מסוימים של מים, כגון שלהם יכולת להמיס חומרים אחרים, צפיפותם והקשרים החזקים המחזיקים את המולקולות יַחַד. מאפיינים אלה לא רק מקיימים את החיים באמצעות תהליכים ביוכימיים, אלא גם יוצרים את הסביבות המסבירות פנים המקיימות את החיים.

מולקולת מים מורכבת מאטום חמצן אחד ושני אטומי מימן. לחמצן יש אלקטרונטיביות גבוהה מאוד, כלומר יש לו זיקה גבוהה מאוד לאלקטרונים. החמצן במולקולות המים מושך אליו את האלקטרונים מאטומי המימן ויוצר שניים קטבים במולקולה, כאשר קצה המימן חיובי בחלקו וקצה החמצן חלקית שלילי.

קוטביות המים נותנת לו את היכולת להמיס חומרים אחרים. נתרן כלורי, או מלח שולחן, הוא דוגמה לחומר המתמוסס במים ומורכב מיוני נתרן וכלוריד. הקצוות הטעונים באופן חיובי של מולקולות מים נמשכים ליוני הכלוריד השליליים, והקצוות הטעונות שליליות של מולקולות המים נמשכות ליוני הנתרן הטעונים באופן חיובי. כאשר מלח שקוע במים, מולקולות המים מקיפות את היונים ומפרידות ביניהן וגורמות למלח להתמוסס.

קרח צף במים מכיוון שקרח פחות צפוף ממים. עם זאת, קרח הוא מים, ואין הבדל בין שני החומרים. ניתן להסביר תופעה זו בקוטביות המים. כאשר קרח קפוא, מולקולות המים מאריכות את עצמן עד כמה שאפשר, אך מוחזקות היטב יחד על ידי קשרי מימן. מים מתרחבים כשהם קפואים, אך עדיין מורכבים מאותו מספר מולקולות, וכך מקטינים את צפיפותם ומאפשרים להם לצוף במים.

קשרי המימן המחזיקים מולקולות מים בצורתם הנוזלית והמוצקה של המים מעניקים לחומר נקודות רתיחה וקפיאה גבוהות ומתח פנים חזק. מכיוון שמולקולות מים מוחזקות כל כך בחוזקה, נדרשות כמות גדולה של חום כדי שהמים ירתחו. יתר על כן, כאשר אתה ממלא מים לראש בקבוק, אתה יכול לראות שחלק מהמים תלויים מעל בקבוק הבקבוק מכיוון שהמולקולות נצמדות זו לזו.