נראה כי המים הם המאפיין הסביבתי החשוב ביותר המאפשר קיום ושמירה על חיים. ישנם אורגניזמים שקיימים ללא אור שמש או חמצן, אך עדיין לא נמצאו כאלה שקיימים באופן עצמאי לחלוטין ממים. אפילו קקטוסים קשים באזור הרחוק של המדבר דורשים כמות מסוימת של מים כדי להתקיים. הסוד לתועלת המים לחיים טמון במאפיין קשירת המימן שלהם, המקנה חמישה מאפיינים חשובים ליצירת סביבה בה החיים יכולים להתקיים ולשגשג.
מים הם מלוכדים ודבקים.
מולקולות מים הן קוטביות. כלומר, קצה אחד של המולקולה הוא יותר אלקטרוני שלילי (מטען שלילי) מאשר הקצה השני (מטען חיובי). לכן, הקצוות ההפוכים של מולקולות מים שונות נמשכים זה לזה כמו הקצוות ההפוכים של מגנטים. כוחות האטרקטיביות בין מולקולות מים מכונים "קשרי מימן". קשירת המימן הנטייה של מים גורמת להם להיות "דביקים", בכך שמולקולות מים נוטות להיצמד זו לזו (כמו א שְׁלוּלִית). זה מכונה לכידות. בגלל תכונה זו, יש למים מתח פנים גבוה. המשמעות היא שלוקח קצת כוח נוסף לשבור את פני שלולית המים. מים הם גם דביקים, כלומר הם נוטים להיצמד למולקולות אחרות מלבד מים. בפרט הוא ייצמד לחומרים מסיסים (הידרופיליים), כמו עמילנים או תאית. זה לא ידבק לחומרים הידרופוביים, כמו שמן.
מים שומרים על טמפרטורה קבועה יחסית.
במים יש חום ספציפי גבוה, חום אידוי גבוה, ומאפיין קירור אידוי שגורם להם יחד לשמור על טמפרטורה קבועה. טמפרטורות המים יכולות להשתנות, כמובן, הן פשוט משתנות לאט יותר מאשר הטמפרטורות של חומרים אחרים. כל אחד מהמאפיינים הללו נובע ממאפיין קשירת המימן של מים. שבירת ויצירת הקשרים, שיידרשו לשינוי טמפרטורת המים (הטמפרטורה משפיעה על מהירות תנועת המולקולה), לוקחת כמות נוספת של אנרגיה (או חום) ל לְהַשְׁלִים.
חום ספציפי גבוה פירושו שמים סופגים ושומרים על חום טוב יותר מחומרים רבים. כלומר, צריך יותר אנרגיה (חום) כדי לשנות את טמפרטורת המים. חום אידוי גבוה פירושו שלוקח יותר אנרגיה (חום) להפוך מים לגז (אדים) מאשר חומרים רבים אחרים. קירור אידוי הוא תוצאה של מולקולות המים אשר אכן בורחות למצב גזי (לאדים) נושאות עמן חום, ולכן מחוץ לשלולית המים. כתוצאה מכך, שלולית המים נוטה לא לעלות הרבה בטמפרטורה, ולהישאר קבועה.
מים הם ממס טוב
מכיוון שהמים הם קוטביים וקשורים כל כך בקלות למימן, מולקולות קוטביות אחרות יתמוססו בהן בקלות. זכור כי עבור מולקולות קוטביות יש מטען שלילי בקצה אחד של המולקולה, אשר נמשך למטען החיובי בקצה השני של מולקולות אחרות, כמו מגנט. אטרקציה זו יוצרת קשרי מימן. מולקולות קוטביות ידועות גם כמולקולות הידרופיליות (חובבות מים) או מסיסות במים. עם זאת, מים אינם מתמוססים היטב מולקולות לא קוטביות או הידרופוביות (מפחדות מים). מולקולות הידרופוביות כוללות שמנים ושומנים.
המים מתרחבים כשהם קופאים
המספר הגבוה של קשרי מימן שקיימים בתוך מים נוזליים גורם למולקולות המים להיות רחוקות יותר מזה שהמולקולות עשויות להיות בנוזלים אחרים (הקשרים תופסים מקום בעצמם). במים נוזליים, הקשרים נוצרים כל הזמן, נשברים ומתוקנים מחדש, כך שהמים יוכלו לזרום ללא צורה ספציפית. עם זאת, כאשר המים קופאים, לא ניתן עוד לשבור את הקשרים, מכיוון שאין אנרגיית חום לעשות זאת. לכן מולקולות המים יוצרות סריג רחב יותר מאשר מים בצורה נוזלית. מכיוון שהמים הקפואים מכילים את אותו מספר מולקולות אך הם מרחיבים יותר, הם פחות צפופים ממים נוזליים. לכן הקרח הפחות צפוף (מים מוצקים) יצוף מעל המים הנוזלים הצפופים יותר.
סרט של קרח מעל גוף מים משמש כמבודד. כתוצאה מכך, המים הנוזלים שמתחת לקרח יהיו מוגנים מהאוויר החיצוני ויהיו פחות סיכויים גם לקפוא. זו סיבה נוספת לכך שמים מסוגלים לשמור על טמפרטורה עקבית.
למים יש pH ניטראלי.
מים [H2O] יכולים להתנתק ליונים של מימן [H +] והידרוקסיל [OH-]. pH הוא מדד יחסי של יוני מימן להידרוקסיל. מכיוון שלמים יש מספר שווה של יוני מימן והידרוקסיל, הם אינם חומציים ואינם בסיסיים, אך בעלי pH ניטרלי של 7. ומכיוון שהוא מכיל יונים גם של מימן וגם של הידרוקסיל, הוא יכול לספק את כל מה שיידרש לצורך ויסות ה- pH של תגובה אנזימטית המתרחשת בנוכחותו. כתוצאה מכך, הוא ממס רב-תכליתי, שבתוכו עלולים להתרחש מיליוני תגובות אנזימטיות שונות עם דרישות pH שונות.
