一、水的溶解性與食味

水比其他任何液體都能溶解更多的物質(zhì)，這要得力于它獨特的分子結(jié)構(gòu)，特別是水分子的有極性。我們都知道水的分子式是H2O。水的分子結(jié)構(gòu)非常簡單，由兩個氫原子和一個氧原子呈一定對稱性組成V字型分子。這種結(jié)構(gòu)導(dǎo)致水分子在氧的一邊出現(xiàn)微弱的負電，而在氫的一邊形成微弱正電，所以水分子很容易相互形成立體的連接，也使它很容易與其他物質(zhì)的原子因電荷的吸引而相互接合，因而使水有很強的溶解其他物質(zhì)的能力。比如當我們將鹽(NaCl)加到水中時，水分子的有極性使它與鹽分子間形成微弱結(jié)合，使得晶體鹽粒均勻分散到水中。正是這一特性才使得我們的生活中有那么多的美味，我們每一天都在不知不覺中喝下了各種水溶液，酸甜苦辣樣樣都有。水的這種強溶解性，使得動物體內(nèi)的水溶液攜帶著各種所需要的物質(zhì)在體內(nèi)循環(huán)，從而也為生命的代謝起了重要的作用。

二、水的密度與地球生命

在地球環(huán)境條件下，水是已知惟一三態(tài)共存的自然物質(zhì)。水的不同狀態(tài)對應(yīng)分子的不同排列形式，在固體狀態(tài)下分子呈高度有序態(tài)存在。大多數(shù)物質(zhì)在一定壓力下，隨著溫度的下降，其密度會上升；而水卻比較特殊，在溫度大于4℃時，水是遵循這一規(guī)律的，包括從氣態(tài)水到液態(tài)的過程。但在低于4℃后，水的密度反而開始減小，即水在4℃時的密度最大。水的這種固態(tài)密度大于液態(tài)密度的特性在自然界中幾乎是獨一無二的。在地球的大部分能結(jié)冰的地方，冬天來臨時，水開始結(jié)冰，然后浮在水面上，這樣將冰下方的液態(tài)水與冰上方的冷空氣隔離開，從而阻止或是減緩了冰下液態(tài)水的固化，也保證了水中以液態(tài)水為生活條件的生命形式比如魚類、水草等的存活。當?shù)诙甏禾斓絹頃r，上升的氣溫會熔化掉浮在水面上的冰，水又重新回到流動的液態(tài)。試想一下，如果水沒有這一特殊的物理性質(zhì)會是什么樣的結(jié)果？上面的水結(jié)冰后往下沉，涌上來的水又結(jié)成冰，如此反復(fù)，最終是一條河或整個湖都變成碩大的冰疙瘩，水中的生命也就無法生存下去了。果真如此，生命形式是否還這樣豐富多彩也就很難說了。

三、水的表面張力與植物的吸水

對液態(tài)的水來說，它的水分子由于有極性會處于一種半有序的狀態(tài)，即水分子不斷形成小團體同時這種連接又不 斷被打斷，這是液態(tài)水有流動性的一個根本原因。水分子之間的吸引使得水有一定的形狀，如在重力場中水滴是上小下大的尖橢圓球體而不是散開的。也正是水分子之間的這種內(nèi)聚力使得水與空氣接觸的表面形成了與水內(nèi)部不一樣的特征，即表層分子因所受內(nèi)聚力不同而具有比內(nèi)部水分子更高的勢能，于是產(chǎn)生表面的收縮，在表層上形成一定的張力，可以承受一定的重量。比如我們?？匆娝嫔嫌行±ハx站立，這時如果用一定倍數(shù)的放大鏡觀察，就會看到昆蟲站立處的水表面就像有一層膜一樣微微下凹。而且水越純凈表面張力越大，實驗中可以看到在很純凈的水面上，一個5分的硬幣也不會下沉。同樣在水與容器的接觸壁處，由于水分子之間和水分子與容器的固體分子間的分子作用力的共同作用，水會沿壁上升或是下降一定的位置，這就是水的毛細現(xiàn)象。對于植物的根脈來說水是浸潤的，即水會在沒有外來壓力的情況下自動沿植物的毛細管或毛細縫上升，其上升高度與毛細管的寬度及水溶液本身所含物質(zhì)以及地球的引力等因素相關(guān)。對于大多數(shù)不足1米的植物而言，利用水的毛細現(xiàn)象吸收水分是一個重要的手段。如果在生活中水沒有了這一特性，你桌上的水也就無法用布或紙吸干。