Cząsteczka wody jest elektrycznie obojętna, ale asymetryczne rozmieszczenie atomów wodoru na atomie tlenu daje ładunek netto z jednej strony i ładunek ujemny z drugiej. Jedną z ważnych konsekwencji dla żywych organizmów jest zdolność wody do rozpuszczania różnych substancji, bardziej niż jakichkolwiek innych inny płyn i jego silne napięcie powierzchniowe, które pozwala mu tworzyć krople i podróżować przez maleńkie korzenie, łodygi i kapilary. Woda jest jedyną substancją, która istnieje jako gaz, ciecz i ciało stałe w temperaturach występujących na Ziemi, a ze względu na polaryzację cząsteczki wody stan stały jest mniej gęsty niż ciecz; stan. W rezultacie lód unosi się, a to ma poważne konsekwencje dla życia na całej planecie.
Wiązanie wodorowe
Prostym sposobem na docenienie polarności cząsteczki wody jest wizualizacja jej jako głowy Myszki Miki. Atomy wodoru znajdują się na szczycie cząsteczki tlenu, podobnie jak uszy na głowie Mickeya. Ten zniekształcony układ czworościenny wynika ze sposobu, w jaki elektrony są dzielone między atomami. Atomy wodoru tworzą kąt 104,5 stopnia, nadając każdej cząsteczce cechy dipola elektrycznego lub magnesu.
Dodatnia (wodór) strona każdej cząsteczki wody jest przyciągana do ujemnej (tlen) strony otaczających cząsteczek w procesie zwanym wiązaniem wodorowym. Każde wiązanie wodorowe trwa tylko ułamek sekundy i nie jest wystarczająco silne, aby zerwać kowalencję wiązania między atomami, ale nadaje wodzie anomalny charakter w porównaniu z innymi cieczami, takimi jak alkohol. Trzy anomalie są szczególnie ważne dla żywych organizmów.
Rozpuszczalnik życia
Ze względu na swój polarny charakter woda jest w stanie rozpuścić tak wiele substancji, że naukowcy czasami nazywają ją uniwersalnym rozpuszczalnikiem. Organizmy wchłaniają z wody wiele niezbędnych składników odżywczych, w tym węgiel, azot, fosfor, potas, wapń, magnez i siarkę. Co więcej, gdy woda rozpuszcza jonowe ciało stałe, takie jak chlorek sodu, jony swobodnie pływają w roztworze i zamieniają je w elektrolit. Elektrolity przewodzą sygnały elektryczne potrzebne do transmisji sygnałów nerwowych, a także te, które regulują inne procesy biofizyczne. Woda jest również medium, przez które organizmy eliminują produkty przemiany materii.
Wiążąca siła odżywiania
Elektrostatyczne przyciąganie cząsteczek wody do siebie tworzy zjawisko powierzchni napięcie, dzięki któremu powierzchnia wody w stanie ciekłym tworzy barierę, na której mogą faktycznie pojawiać się niektóre owady spacerować. Napięcie powierzchniowe sprawia, że woda tworzy kropelki, a gdy jedna kropelka zbliża się do drugiej, przyciągają się, tworząc pojedynczą kropelkę.
Z powodu tej atrakcji woda może być wciągana do małych naczyń włosowatych w postaci stałego strumienia. Pozwala to roślinom pobierać wilgoć z gleby przez korzenie, a wysokim drzewom zapewnia pożywienie poprzez przeciąganie soku przez pory. Przyciąganie się cząsteczek wody do siebie pomaga również utrzymać krążenie płynów w ciałach zwierząt.
Anomalia unoszącego się lodu
Gdyby lód nie unosił się, świat byłby innym miejscem i prawdopodobnie nie byłby w stanie utrzymać życia. Oceany i jeziora mogły zamarzać od dna do góry i zamieniać się w stałą masę, gdy tylko temperatura spadała. Zamiast tego zbiorniki wodne tworzą zimą warstwę lodu; powierzchnia wody zamarza pod wpływem niższych temperatur powietrza nad nią, ale lód pozostaje na wierzchu reszty wody, ponieważ lód jest mniej gęsty niż woda. Pozwala to rybom i innym stworzeniom morskim przetrwać w chłodne dni i zapewnić pożywienie dla stworzeń lądowych.
Z wyjątkiem wody, każdy inny związek staje się gęstszy w stanie stałym niż w stanie ciekłym. Unikalne zachowanie wody jest bezpośrednim wynikiem polaryzacji cząsteczki wody. Gdy cząsteczki osadzają się w stanie stałym, wiązania wodorowe zmuszają je do utworzenia struktury sieciowej, która zapewnia między nimi więcej przestrzeni niż w stanie ciekłym.