Voda sa javí ako jeden z najdôležitejších environmentálnych prvkov, ktorý umožňuje existenciu a udržanie života. Existujú organizmy, ktoré existujú bez slnečného žiarenia alebo kyslíka, zatiaľ sa však nenašli žiadne, ktoré by existovali úplne nezávisle od vody. Aj odolné kaktusy na ďalekých miestach púšte vyžadujú na prežitie určité množstvo vody. Tajomstvo užitočnosti vody pre život spočíva v jej charakteristike vodíkových väzieb, ktorá poskytuje päť vlastností dôležitých pre vytvorenie prostredia, v ktorom môže život existovať a prosperovať.
Voda je súdržná a lepivá.
Molekuly vody sú polárne. To znamená, že jeden koniec molekuly je elektronegatívnejší (záporný náboj) ako druhý koniec (kladný náboj). Preto sú opačné konce rôznych molekúl vody navzájom priťahované ako opačné konce magnetov. Príťažlivé sily medzi molekulami vody sú známe ako „vodíkové väzby“. Vodíková väzba tendencia vody spôsobuje, že je „lepkavá“ v tom, že molekuly vody majú tendenciu lepiť sa spolu (ako v a mláka). Toto sa nazýva súdržnosť. Kvôli tejto vlastnosti má voda vysoké povrchové napätie. To znamená, že na prelomenie povrchu vodnej mláky je potrebná trochu sily navyše. Voda je tiež lepiaca, čo znamená, že má tendenciu držať sa okrem vody aj iných molekúl. Priľne najmä k vo vode rozpustným (hydrofilným) látkam, ako sú škroby alebo celulóza. Nelepí sa na hydrofóbne látky, ako je olej.
Voda udržuje relatívne konštantnú teplotu.
Voda má vysoké špecifické teplo, vysoké odparovacie teplo a má odparovacie chladiace vlastnosti, ktoré spolu spôsobujú, že má tendenciu udržiavať konštantnú teplotu. Teploty vody sa môžu samozrejme meniť, len sa menia pomalšie ako teploty iných látok. Každá z týchto vlastností je spôsobená vlastnosťou vody viazať vodík. Lámanie a formovanie väzieb, ktoré by boli potrebné na zmenu teploty vody (teplota ovplyvňuje rýchlosť pohybu molekúl), vyžaduje ďalšie množstvo energie (alebo tepla) kompletný.
Vysoké špecifické teplo znamená, že voda absorbuje a udržuje teplo lepšie ako mnoho iných látok. To znamená, že na zmenu teploty vody je potrebných viac energie (tepla). Vysoké odparovacie teplo znamená, že na premenu vody na plyn (paru) je potrebných viac energie (tepla) ako v mnohých iných látkach. Odparovacie chladenie je výsledkom toho, že molekuly vody, ktoré unikajú do plynného stavu (do pary), prenášajú so sebou teplo, a teda von z vodnej mláky. Výsledkom bude, že vodná mláka nebude mať príliš veľkú teplotu a zostane konštantná.
Voda je dobré rozpúšťadlo
Pretože voda je polárna a tak ľahko vodíkové väzby, ľahko sa v nej rozpustia ďalšie polárne molekuly. Pamätajte, že pre polárne molekuly je na jednom konci molekuly záporný náboj, ktorý je priťahovaný k kladnému náboju na druhom konci iných molekúl, napríklad magnet. Táto príťažlivosť vytvára vodíkové väzby. Polárne molekuly sú tiež známe ako hydrofilné (vodou milujúce) alebo vo vode rozpustné molekuly. Voda však dobre nerozpúšťa nepolárne alebo hydrofóbne molekuly (obávajúce sa vody). Medzi hydrofóbne molekuly patria oleje a tuky.
Voda sa pri zamrznutí rozširuje
Vysoký počet vodíkových väzieb, ktoré existujú v kvapalnej vode, spôsobujú, že molekuly vody sú od seba vzdialenejšie ako molekuly v iných kvapalinách (väzby samy zaberajú priestor). V tekutej vode sa väzby neustále formujú, lámu a reformujú, takže voda môže tiecť bez konkrétnej formy. Keď však voda zamrzne, väzby sa už nemôžu pretrhnúť, pretože na to nie je potrebná tepelná energia. Preto molekuly vody tvoria mriežku, ktorá je expanzívnejšia ako voda v tekutej forme. Pretože zamrznutá voda obsahuje rovnaký počet molekúl, ale je expanzívnejšia, je menej hustá ako kvapalná voda. Menej hustý ľad (pevná voda) bude preto plávať nad hustejšou kvapalnou vodou.
Film ľadu na vodnej ploche funguje ako izolátor. Vďaka tomu bude kvapalná voda pod ľadom chránená pred vonkajším vzduchom a bude tiež menej pravdepodobné, že zamrzne. To je ďalší dôvod, prečo je voda schopná udržiavať stálu teplotu.
Voda má neutrálne pH.
Voda [H2O] sa môže disociovať na vodíkové [H +] a hydroxylové [OH-] ióny. pH je relatívna miera vodíka k hydroxylovým iónom. Pretože voda má zhruba rovnaký počet vodíkových a hydroxylových iónov, nie je ani kyslá, ani zásaditá, ale má neutrálne pH 7. A pretože obsahuje vodíkové aj hydroxylové ióny, môže poskytnúť čokoľvek, čo je potrebné na reguláciu pH enzymatickej reakcie, ktorá sa vyskytuje v jeho prítomnosti. Vo výsledku ide o viacúčelové rozpúšťadlo, v ktorom by potenciálne mohlo dôjsť k miliónom rôznych enzymatických reakcií s rôznymi požiadavkami na pH.