Suda iki farklı kimyasal bağ bulunur. Oksijen ve hidrojen atomları arasındaki kovalent bağlar, elektronların paylaşımından kaynaklanır. Su moleküllerini bir arada tutan şey budur. Hidrojen bağı, molekül kütlesini bir arada tutan su molekülleri arasındaki kimyasal bağdır. Bir damla düşen su, moleküller arasındaki hidrojen bağları tarafından bir arada tutulan bir grup su molekülüdür.
Hidrojen bağları nispeten zayıftır, ancak suda çok fazla bulunduğundan kimyasal özelliklerini büyük ölçüde belirlerler. Bu bağlar öncelikle pozitif yüklü hidrojen atomları ile negatif yüklü oksijen atomları arasındaki elektriksel çekimlerdir. Sıvı suda su molekülleri, onları titreştirmek ve sürekli hareket etmek için yeterli enerjiye sahiptir. Hidrojen bağları sürekli olarak oluşur ve kırılır, ancak bir kez daha oluşur. Ocaktaki bir kap su ısıtılırsa, su molekülleri daha fazla ısı enerjisi emdikçe daha hızlı hareket eder. Sıvı ne kadar sıcaksa, moleküller o kadar çok hareket eder. Moleküller yeterli enerjiyi emdiğinde, yüzeydekiler buharın gaz fazına geçerler. Su buharında hidrojen bağı yoktur. Enerji verilmiş moleküller bağımsız olarak etrafta yüzerler, ancak soğudukça enerji kaybederler. Yoğuşma üzerine su molekülleri birbirine çekilir ve sıvı fazda bir kez daha hidrojen bağları oluşur.
Buz, sıvı fazdaki suyun aksine iyi tanımlanmış bir yapıdır. Her molekül, hidrojen bağları oluşturan dört su molekülü ile çevrilidir. Kutupsal su molekülleri buz kristalleri oluşturduğundan, kendilerini üç boyutlu bir kafes gibi bir dizilim içinde yönlendirmeleri gerekir. Daha az enerji ve dolayısıyla daha az titreşme veya hareket etme özgürlüğü vardır. Kendilerini çekici ve itici yüklerini dengeleyecek şekilde ayarladıklarında, buz ısıyı emip eriyene kadar hidrojen bağları bu şekilde kurulur. Buzdaki su molekülleri, sıvı sudaki kadar birbirine yakın paketlenmez. Bu katı fazda daha az yoğun oldukları için buz suda yüzer.
Su moleküllerinde oksijen atomu, negatif yüklü elektronları hidrojenden daha güçlü bir şekilde çeker. Bu, suya asimetrik bir yük dağılımı verir, böylece polar bir molekül olur. Su moleküllerinin hem pozitif hem de negatif yüklü uçları vardır. Bu polarite, suyun polaritesi veya eşit olmayan bir yük dağılımı olan birçok maddeyi çözmesine izin verir. İyonik veya polar bir bileşik suya maruz kaldığında, su molekülleri onu çevreler. Su molekülleri küçük olduğu için birçoğu çözünen maddenin bir molekülünü çevreleyebilir ve hidrojen bağları oluşturabilir. Cazibe nedeniyle, su molekülleri çözünen molekülleri birbirinden ayırabilir, böylece çözünen suda çözülür. Su "evrensel çözücüdür" çünkü diğer sıvılardan daha fazla maddeyi çözer. Bu çok önemli bir biyolojik özelliktir.
Suyun hidrojen bağları ağı, ona güçlü bir yapışkanlık ve yüzey gerilimi verir. Bu, mumlu kağıda su damlatıldığında belirgindir. Balmumu çözünmediği için su damlacıkları boncuklar oluşturacaktır. Hidrojen bağının yarattığı bu çekim, suyu geniş bir sıcaklık aralığında sıvı halde tutar. Hidrojen bağlarını kırmak için gereken enerji, suyun yüksek bir buharlaşma ısısına sahip olmasına neden olur, bu nedenle sıvı suyu gaz fazına, su buharına dönüştürmek için büyük miktarda enerji gerekir. Bu nedenle birçok memeli tarafından soğutma sistemi olarak kullanılan terin buharlaşması etkilidir. Su arasındaki hidrojen bağlarını kırmak için bir hayvanın vücudundan büyük miktarda ısı salınması gerekir. moleküller.
Su çok yönlü bir moleküldür. Kendisine ve ayrıca kendilerine bağlı OH veya NH2 radikalleri olan diğer moleküllere hidrojen bağı yapabilir. Bu, birçok biyokimyasal reaksiyonda önemlidir. Özellikleri, bu gezegende yaşam için elverişli koşullar yarattı. Su sıcaklığını bir derece yükseltmek için büyük miktarda ısı gereklidir. Bu, okyanusların muazzam miktarda ısı depolamasına izin verir ve dünyanın iklimini yumuşatır. Su donduğunda genleşir, bu da jeolojik yapılarda ayrışma ve erozyonu kolaylaştırmıştır. Buzun sıvı sudan daha az yoğun olması, buzun göletler üzerinde yüzmesini sağlar. En üst seviyedeki su, kışın daha derinlerde hayatta kalabilen birçok yaşam formunu dondurabilir ve koruyabilir.