L'acqua costituisce un dipolo particolarmente intenso in quanto la differenza di elettronegatività tra Ossigeno ed Idrogeno risulta piuttosto elevata. In queste condizioni le molecole d'acqua allo stato liquido tendono a disporsi in modo da presentare il polo negativo (Ossigeno) di una rivolto verso il polo positivo (idrogeno) di un'altra. Si formano così legami intermolecolari di natura elettrostatica (legami idrogeno) che mantengono fra loro unite le molecole.
Tale legame è meno intenso di un normale legame covalente e a temperatura ambiente non è in grado di bloccare le molecole in una posizione determinata. Se ciò avvenisse l'acqua solidificherebbe.
Ciononostante il legame tra le molecole dipolari dell'acqua è molto più intenso della maggior parte dei legami esistenti tra altre molecole polari. Nell'acqua i legami a idrogeno si formano e si spezzano in continuazione (si calcola che la vita media di un legame a idrogeno sia di circa 10-11 s) lasciando libere le molecole di muoversi scivolando le une rispetto all'altro, ma garantendo complessivamente una notevole forza di coesione tra esse.
La presenza del legame a idrogeno tra le molecole d'acqua è fondamentale per comprendere le caratteristiche chimico-fisiche e biologiche di quest'ultima.
La presenza dell'acqua è essenziale per qualsiasi forma di vita conosciuta. E' nell'acqua che si ritiene sia nata la vita e di acqua sono costituite, per gran parte della loro massa, le cellule.
Temperatura e passaggi di stato :
La temperatura di un qualsiasi corpo è una misura dell'energia cinetica media ( [biologia appunti] ) delle molecole che lo costituiscono, secondo la relazione [biologia appunti] , dove k è la costante di Boltzmann. Ciò significa che a temperature più elevate corrispondono energie cinetiche maggiori e quindi maggiori velocità delle molecole. Possiamo rappresentarci una sostanza allo stato solido come costituita di particelle (atomi, ioni o molecole) che vibrano intorno a posizioni di equilibrio ben determinate senza poter sostanzialmente mutare la loro posizione reciproca. Aumentando la temperatura tali particelle vibrano sempre più rapidamente finchè si separano e, passando allo stato liquido, sono in grado di muoversi le une rispetto alle altre, pur rimanendo aderenti.
Se infine facciamo aumentare ulteriormente la temperatura le molecole riescono a vincere le forze di attrazione che le tengono unite e non aderiscono più. Le distanze che separano una molecola dall'altra diventano molto elevate e la materia viene a trovarsi in tal modo allo stato gassoso o aeriforme.