A víz fontos hatással van minden biológiai rendszerre. A vizet két nagyon fontos tulajdonsága teszi egyedivé.

A víz poláris molekula

Egy vízmolekula akkor jön létre, amikor két hidrogénatom kovalens kötést létesít egy oxigénatomhoz. A kovalens kötésben az elektronok megosztoznak az atomok között. A vízben a megosztás nem egyenlő. Az oxigénatom erősebben vonzza az elektronokat, mint a hidrogén. ez adja a víz aszimmetrikus töltéseloszlását. Azokat a molekulákat, amelyeknek a végei részben negatív és részben pozitív töltéssel rendelkeznek, poláris molekuláknak nevezzük. Ez a poláris tulajdonság teszi lehetővé, hogy a víz szétválassza a poláros oldott molekulákat, és megmagyarázza, hogy a víz miért képes olyan sok anyagot feloldani.

A víz nagymértékben összetartó .

Az egyik víz pozitív töltésű területei vonzzák a negatív töltésű területeket más vizekben. A kötőjelek a hidrogénkötést mutatják. A hidrogénkötésben egy hidrogénatomon két másik atom osztozik. A donor az az atom, amelyhez a hidrogén szorosabban kapcsolódik. Az akceptor (részleges negatív töltéssel rendelkező) atom az az atom, amely a hidrogénatomot vonzza. Kattints ide vagy a bal oldali képre a két vízmolekuláról készült film megtekintéséhez.

A hidrogénkötések sokkal gyengébbek, mint a kovalens kötések. Ha azonban nagyszámú hidrogénkötés együttesen hat, akkor erős járulékos hatást fejtenek ki. A víz esetében ez a helyzet.

Lásd: Hidrogénkötések vízben és jégben — Víz és jég hidrogénkötései a Jsmol segítségével

A folyékony víz részben rendezett szerkezetű, amelyben a hidrogénkötések folyamatosan keletkeznek és felbomlanak.

Nézzünk egy flashfilmet a vízmolekulák működéséről.

A jég viszont merev rácsszerkezetű.

A folyékony vízben minden molekula körülbelül 3,4 másik vízmolekulához kapcsolódik hidrogénkötéssel. A jégben minden egyes molekula 4 másik molekulához kapcsolódik hidrogénnel.

Hasonlítsuk össze az alábbi két szerkezetet. Figyeljük meg az üres helyeket a jégszerkezeten belül.

A jégben Ih minden víz négy hidrogénkötést képez, amelyek O–O távolsága 2,76 Angström a legközelebbi oxigénszomszédtól. Az O-O-O szögek 109 fokosak, ami a tetraéderesen koordinált rácsszerkezetre jellemző. Az Ih jég sűrűsége 0,931 gm/köbcentiméter. Ehhez képest a víz sűrűsége 1,00 gm/köbcentiméter.

A kristályos jégnek tizenegy különböző formája ismert. A jég Ih néven ismert hexaganolos forma az egyetlen, amely a természetben is megtalálható. Az 1h jég rácsszerkezete itt látható.

Image