Molekula vode je električno nevtralna, toda asimetrična razporeditev atomov vodika na kisikovem atomu ji daje neto pozitivni naboj na eni strani in negativni naboj na drugi strani. Med pomembnimi posledicami za žive organizme je sposobnost vode, da raztopi različne snovi, bolj kot katera koli druga tekočina in njena močna površinska napetost, ki ji omogoča, da tvori kapljice in potuje skozi drobne korenine, stebla in kapilare. Voda je edina snov, ki obstaja kot plin, tekočina in trdna snov pri temperaturah na Zemlji, in zaradi polarnosti molekule vode je trdno stanje manj gosto kot tekoče država. Posledično led plava, kar ima globoke posledice za življenje povsod na planetu.
Vodikova vezava
Enostaven način za razumevanje polarne narave molekule vode je, da jo vizualizirate kot glavo Mickeyja Mausa. Atomi vodika sedijo na molekuli kisika na približno enak način kot ušesa na Mickeyjevi glavi. Ta izkrivljena tetraedrska ureditev nastane zaradi načina delitve elektronov med atomi. Atomi vodika tvorijo 104,5-stopinjski kot, ki vsaki molekuli daje značilnosti električnega dipola ali magneta.
Pozitivno (vodikovo) stran vsake molekule vode privlači negativna (kisikova) stran okoliških molekul v procesu, ki se imenuje vodikova vez. Vsaka vodikova vez traja le delček sekunde in ni skoraj dovolj močna, da bi prekinila kovalentnost vezi med atomi, vendar daje vodi nepravilno naravo v primerjavi z drugimi tekočinami, kot je npr alkohol. Tri anomalije so še posebej pomembne za žive organizme.
Topilo življenja
Voda je zaradi svoje polarne narave sposobna raztopiti toliko snovi, da jo znanstveniki včasih imenujejo univerzalno topilo. Organizmi iz vode absorbirajo številna bistvena hranila, vključno z ogljikom, dušikom, fosforjem, kalijem, kalcijem, magnezijem in žveplom. Poleg tega, ko voda raztopi ionsko trdno snov, kot je natrijev klorid, ioni prosto plavajo v raztopini in jo spremenijo v elektrolit. Elektroliti prevajajo električne signale, potrebne za prenos nevronskih signalov, pa tudi tiste, ki uravnavajo druge biofizične procese. Voda je tudi medij, skozi katerega organizmi izločajo odpadne snovi iz presnove.
Zavezujoča sila prehrane
Elektrostatična privlačnost molekul vode drug za drugega ustvarja površinski pojav napetost, pri čemer površina tekoče vode tvori oviro, pred katero lahko nekatere žuželke dejansko hodi. Zaradi površinske napetosti se kapljice vode dvignejo in ko se ena kapljica približa drugi, se privlačijo, da tvorijo eno kapljico.
Zaradi te privlačnosti se lahko voda v enakomernem toku vleče v majhne kapilare. To omogoča rastlinam, da črpajo vlago iz tal skozi svoje korenine, visokim drevesom pa omogoča, da se nahranijo tako, da skozi pore vlečejo sok. Privlačenje molekul vode drug za drugega pomaga tudi pri ohranjanju kroženja tekočin skozi živalska telesa.
Anomalija plavajočega ledu
Če led ne bi plaval, bi bil svet drugačen in verjetno ne bi mogel podpirati življenja. Oceani in jezera so lahko zmrzovali od spodaj navzgor in se lahko spremenili v trdno maso, kadar je temperatura postala hladna. Namesto tega vodna telesa pozimi tvorijo kožo ledu; površina vode zmrzne, ko je izpostavljena hladnejšim temperaturam zraka nad njo, vendar led ostane na vrhu preostale vode, ker je led manj gost kot voda. To omogoča ribam in drugim morskim bitjem, da preživijo v hladnem vremenu in zagotavljajo hrano bitjem, ki prebivajo na kopnem.
Razen vode postane vsaka druga spojina v trdnem stanju gostejša kot v tekočem. Edinstveno vedenje vode je neposredna posledica polarnosti molekule vode. Ko se molekule usedejo v trdno stanje, jih vodikova vez sili v mrežno strukturo, ki zagotavlja več prostora med njimi, kot so jo imele v tekočem stanju.