Alle levende organismen zijn afhankelijk van water. De eigenschappen van water maken het tot een zeer unieke stof. De polariteit van watermoleculen kan verklaren waarom bepaalde kenmerken van water bestaan, zoals de vermogen om andere stoffen op te lossen, de dichtheid en de sterke bindingen die de moleculen vasthouden samen. Deze kenmerken houden niet alleen het leven in stand door middel van biochemische processen, maar creëren ook de gastvrije omgevingen die het leven ondersteunen.
Polariteit
Een watermolecuul bestaat uit één zuurstofatoom en twee waterstofatomen. Zuurstof heeft een zeer hoge elektronegativiteit, wat betekent dat het een zeer hoge affiniteit voor elektronen heeft. De zuurstof in watermoleculen trekt de elektronen van de waterstofatomen dichter naar zich toe, waardoor er twee polen in het molecuul, waar het waterstofuiteinde gedeeltelijk positief is en het zuurstofuiteinde gedeeltelijk negatief.
Andere stoffen oplossen
De polariteit van water geeft het de mogelijkheid om andere stoffen op te lossen. Natriumchloride, of keukenzout, is een voorbeeld van een stof die oplost in water en is samengesteld uit natrium- en chloride-ionen. De positief geladen uiteinden van watermoleculen worden aangetrokken door de negatieve chloride-ionen en de negatief geladen uiteinden van watermoleculen worden aangetrokken door de positief geladen natriumionen. Wanneer zout in water wordt ondergedompeld, omringen de watermoleculen de ionen en scheiden ze, waardoor het zout oplost.
Dichtheid wanneer bevroren
IJs drijft in water omdat ijs minder dicht is dan water. IJs is echter water en er is geen verschil tussen de twee stoffen. Dit fenomeen kan worden verklaard door de polariteit van water. Wanneer ijs bevroren is, strekken de watermoleculen zich zo ver mogelijk uit, maar worden stevig bij elkaar gehouden door waterstofbruggen. Water zet uit als het bevroren is, maar is nog steeds samengesteld uit hetzelfde aantal moleculen, waardoor de dichtheid afneemt en het in water kan drijven.
Fysieke eigenschappen
De waterstofbruggen die watermoleculen in vloeibare en vaste vorm bij elkaar houden, geven de stof hoge kook- en vriespunten en een sterke oppervlaktespanning. Omdat watermoleculen zo dicht bij elkaar worden gehouden, is er een grote hoeveelheid warmte nodig om water te laten koken. Bovendien, als je water tot de bovenkant van een fles vult, kun je zien dat een deel van het water van de bovenkant van de fles hangt omdat de moleculen aan elkaar hechten.