Budowa wody i jej właściwości
Najmniejsze cząsteczki, z których zbudowane są substancje to atomy. Woda zbudowana jest z dwóch pierwiastków. Atomy wodoru mają symbol H (hydrogenium), tlenu O (oxygenium). Atomy łączą się ze sobą w cząsteczki za pomocą różnego typu wiązań chemicznych. Cząsteczka wody jest związkiem chemicznym składającym się z dwóch atomów wodoru i jednego atomu tienu. Zgodnie z symbolami chemicznymi cząsteczkę wody opisuje się jako: H-O-H lub H20.
Obydwa atomy wodoru w cząsteczce wody połączone są z tlenem i ustawione wobec siebie pod kątem około 140 stopni. Atom tlenu silniej elektroujemny przyciąga elektrony i dlatego ma podwójny cząstkowy ładunek ujemny. Powstaje cząsteczka z dwoma różnie naładowanymi biegunami. Cząsteczki takie określa się mianem dipoli. Ładunki ujemne i dodatnie przyciągają się, dlatego cząsteczki wody dążą do połączenia ujemnie spolaryzowanych atomów tlenu z dodatnio spolaryzowanymi atomami wodoru innej cząsteczki wody. Tworzą się słabe wiązania zwane wiązaniami wodorowymi.
Wiązania wodorowe są słabsze od atomowych. Są one charakterystyczne dla wody i określają jej typowe właściwości. Cząsteczki wody łączą się między sobą wiązaniami wodorowymi, tworząc usieciowaną strukturę, która nie jest ciągła i można w niej wyróżnić oddzielne ugrupowania. Para składa się z pojedynczych cząsteczek wody, ponieważ wiązania wodorowe zostają rozerwane podczas odparowywania.
Do rozerwania wiązań wodorowych konieczna jest energia, dlatego woda ma wysoką temperaturę wrzenia.
W stanie stałym cząsteczki wody są ściśle połączone wiązaniami wodorowymi i tworzą silnie uporządkowaną sieć krystaliczną o szerokich okach. Część wiązań sieci krystalicznej rozpada się podczas topnienia. Ponieważ cząsteczki wody w lodzie nie są ułożone tak gęsto jak w stanie ciekłym, lód ma mniejszą gęstość niż woda. Substancje o mniejszej gęstości pływają na powierzchni substancji o większej gęstości, dlatego lód pływa po wodzie. Największą gęstość woda osiąga w temperaturze +4°C. Kiedy temperatura wzrasta, wzrasta też ruchliwość cząsteczek, które oddalają się od siebie, co powoduje wzrost objętości danej próbki wody i zmniejszenie jej gęstości.
Siły przyciągania między cząsteczkami powodują powstanie napięcia powierzchniowego między wodą a innymi powierzchniami, np. powietrzem, tekstyliami i skórą. Jeśli na powierzchni wody płasko położymy żyletkę albo spinacz to nie zatoną, ale będą się utrzymywać na powierzchni. Powstawanie kropel wody wynika z napięcia powierzchniowego.