Vedellä on tärkeitä vaikutuksia kaikkiin biologisiin järjestelmiin. Vedestä tekee ainutlaatuisen kaksi erittäin tärkeää ominaisuutta.

Vesi on poolinen molekyyli

Vesimolekyyli muodostuu, kun kaksi vetyatomia sitoutuu kovalenttisesti yhteen happiatomiin. Kovalenttisessa sidoksessa atomien välillä jaetaan elektroneja. Vedessä jako ei ole yhtä suuri. Happiatomi vetää elektroneja puoleensa voimakkaammin kuin vetyatomi.Tämä antaa vedelle epäsymmetrisen varausjakauman. Molekyylejä, joiden päissä on osittain negatiivisia ja positiivisia varauksia, kutsutaan poolisiksi molekyyleiksi. Juuri tämän polaarisen ominaisuuden ansiosta vesi pystyy erottamaan polaarisia liuenneita molekyylejä ja selittää, miksi vesi voi liuottaa niin monia aineita.

Vesi on erittäin koheesiokykyistä .

Yhden veden positiiviset alueet vetävät puoleensa muiden vesien negatiivisesti varautuneita alueita. Viivat osoittavat vetysidoksen. Vetysidoksessa vetyatomin jakaa kaksi muuta atomia. Donori on se atomi, johon vety on tiukemmin sitoutunut. Akseptori (jolla on osittain negatiivinen varaus) on atomi, joka vetää vetyatomia puoleensa. Klikkaa tästä tai vasemmalla olevasta kuvasta elokuvaa kahdesta vesimolekyylistä.

Vetysidokset ovat paljon heikompia kuin kovalenttiset sidokset. Kuitenkin, kun suuri määrä vetysidoksia toimii yhdessä, niillä on voimakas myötävaikutus. Näin on vedessä.

Katso: vetysidokset vedessä ja jäässä — Water and Ice hydrogen bonds using Jsmol

Nestemäisellä vedellä on osittain järjestetty rakenne, jossa vetysidoksia muodostuu ja hajoaa jatkuvasti.

Katso flash movie vesimolekyyleistä toiminnassa.

Jäällä sen sijaan on jäykkä ristikkorakenne.

Nesteytetyssä vedessä jokainen molekyyli on vetysidoksessa noin 3,4 muun vesimolekyylin kanssa. Jäässä jokainen molekyyli on vetysidoksissa 4 muun molekyylin kanssa.

Vertaile alla olevia kahta rakennetta. Huomaa tyhjät tilat jäärakenteessa.

Jäässä Ih kukin vesi muodostaa neljä vetysidosta, joiden O—O-etäisyydet lähimpään happinaapuriin ovat 2,76 Angstromia. O-O-O-kulmat ovat 109 astetta, mikä on tyypillistä tetraedrisesti koordinoidulle ristikkorakenteelle. Jää Ih:n tiheys on 0,931 gm/kuutiosenttimetri. Verrattuna veden tiheyteen, joka on 1,00 gm/kuutiosenttimetri.

Tunnetaan yksitoista erilaista kiteisen jään muotoa. Heksaganolimuoto, joka tunnetaan nimellä jää Ih, on ainoa, jota esiintyy luonnossa. Jää 1h:n ristikkorakenne on esitetty tässä.

Kuva