L’eau a des effets importants sur tous les systèmes biologiques. Ce qui rend l’eau si unique, ce sont deux propriétés très importantes.

L’eau est une molécule polaire

Une molécule d’eau est formée lorsque deux atomes d’hydrogène se lient de manière covalente avec un atome d’oxygène. Dans une liaison covalente, les électrons sont partagés entre les atomes. Dans l’eau, le partage n’est pas égal. L’atome d’oxygène attire les électrons plus fortement que l’atome d’hydrogène, ce qui donne à l’eau une distribution asymétrique de la charge. Les molécules dont les extrémités sont partiellement chargées négativement et positivement sont appelées molécules polaires. C’est cette propriété polaire qui permet à l’eau de séparer les molécules solutés polaires et explique pourquoi l’eau peut dissoudre tant de substances.

L’eau est très cohésive .

Les régions positives d’une eau vont attirer les régions chargées négativement des autres eaux. Les tirets montrent la liaison hydrogène. Dans une liaison hydrogène, un atome d’hydrogène est partagé par deux autres atomes. Le donneur est l’atome auquel l’hydrogène est le plus étroitement lié. L’accepteur (ayant une charge négative partielle) est l’atome qui attire l’atome d’hydrogène. Cliquez ici ou sur l’image à votre gauche pour voir un film de deux molécules d’eau.

Les liaisons hydrogène sont beaucoup plus faibles que les liaisons covalentes. Cependant, lorsqu’un grand nombre de liaisons hydrogène agissent à l’unisson, elles ont un effet contributif important. C’est le cas dans l’eau.

Voir : les liaisons hydrogène dans l’eau et la glace — Les liaisons hydrogène de l’eau et de la glace à l’aide de Jsmol

L’eau liquide a une structure partiellement ordonnée dans laquelle les liaisons hydrogène sont constamment formées et rompues.

Voir un film flash des molécules d’eau en action.

En revanche, la glace a une structure en treillis rigide.

Dans l’eau liquide, chaque molécule est liée par hydrogène à environ 3,4 autres molécules d’eau. Dans la glace, chaque molécule est liée à l’hydrogène à 4 autres molécules.

Comparez les deux structures ci-dessous. Remarquez les espaces vides dans la structure de la glace.

Dans la glace Ih, chaque eau forme quatre liaisons hydrogène avec des distances O—O de 2,76 Angstroms par rapport au voisin oxygène le plus proche. Les angles O-O-O sont de 109 degrés, typiques d’une structure de réseau coordonné tétraédrique. La densité de la glace Ih est de 0,931 gm/cubic cm. Ceci se compare à une densité de 1,00 gm/cubic cm pour l’eau.

Il y a onze formes différentes de glace cristalline qui sont connues. La forme hexaganol connue sous le nom de glace Ih est la seule que l’on trouve à l’état naturel. La structure du réseau de la glace 1h est montrée ici.

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