Vannmolekylet er elektrisk nøytralt, men det asymmetriske arrangementet av hydrogenatomene på oksygenatomet gir det en netto positiv ladning på den ene siden og en negativ ladning på den andre. Blant de viktige konsekvensene for levende organismer er vannets evne til å oppløse en rekke stoffer, mer enn noen annen væske, og dens sterke overflatespenning, som gjør at den kan danne dråper og bevege seg gjennom små røtter, stengler og kapillærer. Vann er det eneste stoffet som eksisterer som gass, væske og fast stoff ved temperaturer som finnes på jorden, og på grunn av polariteten til vannmolekylet er fast tilstand mindre tett enn væsken stat. Som et resultat flyter det is, og dette har store konsekvenser for livet overalt på planeten.
Hydrogenbinding
En enkel måte å forstå den polare naturen til et vannmolekyl er å visualisere det som Mikke Muses hode. Hydrogenatomene ligger på toppen av oksygenmolekylet på omtrent samme måte som ørene sitter på Mickeys hode. Dette forvrengte tetraedriske arrangementet oppstår på grunn av måten elektroner deles mellom atomene. Hydrogenatomene danner en vinkel på 104,5 grader, noe som gir hvert molekyl egenskapene til en elektrisk dipol eller en magnet.
Den positive (hydrogen) siden av hvert vannmolekyl tiltrekkes av den negative (oksygen) siden av omkringliggende molekyler i en prosess som kalles hydrogenbinding. Hver hydrogenbinding varer bare i en brøkdel av et sekund, og er ikke nesten sterk nok til å bryte den kovalente binder seg mellom atomene, men det gir vann en avvikende natur sammenlignet med andre væsker, som f.eks alkohol. Tre anomalier er spesielt viktige for levende organismer.
Livets løsningsmiddel
På grunn av sin polære natur er vann i stand til å oppløse så mange stoffer at forskere noen ganger kaller det et universelt løsemiddel. Organismer absorberer mange viktige næringsstoffer, inkludert karbon, nitrogen, fosfor, kalium, kalsium, magnesium og svovel fra vann. Videre, når vann løser opp et ionisk fast stoff, slik som natriumklorid, flyter ionene fritt i oppløsning og gjør det til en elektrolytt. Elektrolytter leder de elektriske signalene som trengs for å overføre nevrale signaler, så vel som de som regulerer andre biofysiske prosesser. Vann er også mediet gjennom hvilket organismer eliminerer avfallsproduktene fra stoffskiftet.
Den bindende næringskraften
Den elektrostatiske tiltrekningen av vannmolekyler for hverandre skaper fenomenet overflate spenning, hvor overflaten av flytende vann danner en barriere som visse insekter faktisk kan gå. Overflatespenning gjør at vannet perler opp i dråper, og når en dråpe nærmer seg en annen, tiltrekker de hverandre for å danne en enkelt dråpe.
På grunn av denne attraksjonen kan vann trekkes inn i små kapillærer som en jevn strøm. Dette gjør at planter kan trekke fuktighet fra jorden gjennom røttene, og det gjør det mulig for høye trær å få næring ved å trekke saft gjennom porene. Tiltrekningen av vannmolekyler for hverandre hjelper også til med å holde væsker sirkulerer gjennom dyrekropper.
Anomalien om flytende is
Hvis is ikke fløt, ville verden være et annet sted og sannsynligvis ikke være i stand til å støtte livet. Hav og innsjøer kunne fryse fra bunnen og opp og kunne bli til en solid masse når temperaturen ble kald. I stedet danner vannmasser en skinn av is om vinteren; overflaten av vannet fryser når den utsettes for de kaldere lufttemperaturene over den, men isen holder seg på toppen av resten av vannet fordi isen er mindre tett enn vann. Dette gjør at fisk og andre marine skapninger kan overleve i kaldt vær og gi mat til landlevende skapninger.
Med unntak av vann blir hver annen forbindelse tettere i fast tilstand enn i flytende tilstand. Vannets unike oppførsel er et direkte resultat av polariteten til vannmolekylet. Når molekylene legger seg i fast tilstand, tvinger hydrogenbinding dem til en gitterstruktur som gir mer plass mellom dem enn de hadde i flytende tilstand.
