Acqua:

Un tempo si riteneva che l'acqua - insieme all'aria, alla terra e al fuoco - fosse uno dei quattro elementi che formano il nostro mondo. Oggi è a tutti noto che l'acqua è formata da due elementi diversi, Idrogeno e Ossigeno, e molti sanno che nessun vivente può condurre vita attiva con meno del 60% di acqua nel citoplasma e che solo poche specie tollerano un contenuto inferiore, purché in condizione di quiescenza. Polarità molecolare.Buona parte delle notevoli proprietà dell'acqua derivano dalla struttura asimmetrica delle sue molecole in cui le cariche positive e quelle negative si trovano alquanto distanti. Per tale fatto la molecola si comporta come un dipolo e ciascun dipolo tende a legarsi agli altri mediante 'ponti a idrogeno', formando brevi catene o edifici poliedrici; a temperatura ordinaria questi legami sono poco stabili, ma quanto basta a tenere unite le molecole nello stato liquido. Composti affini all'acqua, ma con proprietà polari assenti o meno pronunciate (H ₂ S, NH ₃ , HF) sono gassosi alle temperature alle quali l'acqua è liquida o addirittura solida.

Potere solvente. L'acqua è il miglior solvente che si conosca e riesce a disciogliere, sia pure in piccolissima misura, quasi ogni sostanza nota.

Ciò è in rapporto con la struttura polare delle sue molecole, sennonché questa medesima struttura - come s'è appena visto - fa sì che esse interagiscano fortemente tra loro e tendano ad escludere dal loro seno le molecole non polari che vi si trovano. Si usa chiamare 'idrofobe' le sostanze - come gli idrocarburi, i grassi e altre ancora - che avendo molecole non polari non si mescolano con l'acqua: in realtà è l'interazione tra le molecole acquose che le allontana

Altre proprietà fisiche dell'acqua.

 Potere dielettrico. L'acqua è un eccellente dielettrico per tale sua proprietà i legami elettrovalenti delle sostanze che in esse si trovano disciolte si attenuano fino al punto di sciogliersi con conseguente formazione di ioni di carica opposta : Na Cl si dissocia in Na+ e Cl– , H ₂ CO ₃ si dissocia in H+ e HCO– e via dicendo, le stesse molecole di H ₂ O si dissociano in H+ e OH– . Gli ioni hanno proprietà e comportamento del tutto diverso da quelli delle molecole non dissociate, ed in genere tendono a reagire in modo vivace, è questo uno dei motivi che giustificano l'antica affermazione che i corpi reagiscono chimicamente solo in soluzione: corpora non agunt nisi soluta.

Calore di vaporizzazione. L'alto calore specifico, che per gli animali che vivono sulle terre emerse costituisce un vantaggio durante la stagione fredda, potrebbe diventare uno svantaggio durante la stagione calda, sennonché entra in gioco un'altra proprietà dell'acqua: essa nel trasformarsi in vapore sottrae al materiale circostante una cospicua quantità di calore. L'evaporazione dell'acqua a livello dell'epidermide, o dei polmoni, o dei sacchi polmonari, abbassa opportunamente la temperatura degli organismi.

Dilatazione in funzione della temperatura. E' noto che il volume di una massa d'acqua che si trovi a 4.5°C cresce col riscaldamento, ma cresce ancor più in fretta col raffreddamento, tanto che, una volta passata allo stato solido, la sua densità è ridotta ai 9/10 di quella di partenza.

Questa singolare proprietà ha una importante ripercussione sulla ecologia degli organismi che in gran numero vivono sia in mare, sia nei fiumi, sia nei laghi: a mano a mano che l'acqua congela il ghiaccio resta a galleggiare sugli strati sottostanti e, come una spessa coltre coibente, li protegge da un ulteriore raffreddamento. Anche alle latitudini più elevate in fondo al mare, in fondo ai laghi, in fondo ai più grandi fiumi,sussiste sempre una quantità di acqua allo stato liquido che permette la sopravvivenza di organismi minuti come i batteri e i protozoi, ma anche di organismi voluminosi come i pesci.

La dilatazione dell'acqua che gela ha però un'altra conseguenza sugli organismi che si trovano esposti a temperature sensibilmente inferiori a 0°C: i cristalli di ghiaccio che si formano entro le cellule le lacerano e le uccidono. Per tale motivo gli animali che vivono ad alte latitudini come l'orso bianco, il ghiottone e il bue muschiato sono sempre attivi evitando il congelamento, grazie al calore prodotto dal metabolismo, mentre la folla di organismi più piccoli e i pesci si difendono mediante opportune sostanze antigelo contenute nelle cellule e nei liquidi circolanti.