Οι γενικές ιδιότητες του νερού
Από όλα τα μόρια, το νερό είναι χωρίς αμφιβολία το πιο συνηθισμένο και το πιο πολύτιμο, το πιο απλό και το πιο περίπλοκο ταυτόχρονα. Οι μορφές του είναι πολλές (υγρή, στερεή, αέρια) και οι ρόλοι του επίσης πολλοί (πόσιμο υγρό, διαλύτης, παράγοντας ή προϊόν του μεταβολισμού, μεταφορέας ουσιών, κ.ά.).
Το νερό μέχρι το 18ο αιώνα εθεωρείτο απλό σώμα. Το 1781, ο Άγγλος χημικός και θεολόγος Priestley πραγματοποίησε τη σύνθεση του. Στη συνέχεια, οι χημικοί Lavoisier και Cavendish προσδιόρισαν ότι το νερό αποτελείται από υδρογόνο και οξυγόνο. Το 1805, ο Gay Lussac μαζί με τον Von Humboldt καθόρισαν ότι το νερό συντίθεται από δύο άτομα υδρογόνου και ένα άτομο οξυγόνου, προσδιορίζοντας έτσι τον ακριβή μοριακό του τύπο (H2O).
Οι χημικές ιδιότητες του νερού σχετίζονται από τη μια με τη διπολική φύση του και τη μη γραμμική δομή του και από την άλλη με τις δυνατότητες συνδυασμού του με άλλα στοιχειώδη μόρια. Ίσως όμως οι πιο αξιοσημείωτες ιδιότητες του είναι οι θερμικές, γιατί το καθιστούν σημαντικό συντελεστή μεταφοράς ενέργειας. Οι μεγάλες ποσότητες ενέργειας που χρειάζεται για να μετατραπεί ο πάγος σε νερό, για να αυξηθεί η θερμοκρασία του κατά ένα βαθμό, και για να εξατμιστεί κάνουν το νερό έναν πολύ σημαντικό παράγοντα στην άμβλυνση μεγάλων θερμοκρασιακών αλλαγών που επιφέρουν οι διακυμάνσεις της εισερχόμενης ηλιακής ακτινοβολίας. Για να κατανοήσουμε καλύτερα αυτά τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά, ας υποθέσουμε ότι η θερμοκρασία εξάτμισης του νερού μειώνεται. Τότε, η μετάβαση από τη μια εποχή στην άλλη θα γίνεται πιο απότομα, τα ωκεανικού και εύκρατου τύπου κλίματα θα εξασθενίσουν ή θα εξαφανιστούν προς όφελος των ηπειρωτικού τύπου κλιμάτων με έντονες εποχιακές διακυμάνσεις.
Αντίθετα με τις άλλες ενώσεις, όταν το νερό βρίσκεται σε στερεή κατάσταση, με τη μορφή πάγου, έχει μικρότερη πυκνότητα άρα και μικρότερο βάρος απ’ ότι σε υγρή κατάσταση. Το νερό όταν μεταβάλλεται σε πάγο διαστέλλεται και επομένως επιπλέει αντί να βυθίζεται. Αν ο πάγος ήταν βαρύτερος από το νερό, θα βυθιζόταν και νέος πάγος θα σχηματιζόταν στην επιφάνεια, που με τη σειρά του θα βυθιζόταν κι αυτός. Έτσι, μια λίμνη πάνω σε ένα βουνό θα μεταμορφωνόταν πολύ σύντομα σε συμπαγή παγωμένη μάζα, όπου καμιά μορφή ζωής δεν θα μπορούσε να επιβιώσει. Αντίθετα, χάρη σ' αυτή την ελαφριά διόγκωση, ο πάγος παραμένει στην επιφάνεια του νερού και σχηματίζει ένα προστατευτικό στρώμα κάτω από το οποίο το νερό διατηρεί μία θερμοκρασία περίπου 4° C, ικανοποιητική για να κρατήσει στη ζωή υδρόβια φυτά και ζώα. Η διόγκωση του νερού όταν μετατρέπεται σε πάγο συμβάλλει επίσης στην αποσάθρωση (βλ. Έδαφος) των βράχων. Επιπλέον, τα λιμναία και ορισμένα αβαθή θαλάσσια νερά υφίστανται εποχιακή ανάδευση γιατί η πυκνότητα τους αποκτά τη μέγιστη τιμή στους 4° C, ανάδευση που διευκολύνει τη διασπορά των θρεπτικών στοιχείων σ' όλη τη μάζα του νερού.
Το νερό, παρόλο που αντιπροσωπεύει ένα πολύ μικρό μέρος της ύλης που υπάρχει στο σύμπαν, δεν είναι απολύτως σπάνιο. Το συναντάμε υπό μορφή ατμού ή πάγου στην ατμόσφαιρα ορισμένων άστρων, στα μοριακά νεφελώματα, σε αρκετούς παγωμένους δορυφόρους, σε κομήτες και πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος. Αυτό όμως που είναι μοναδικό, είναι η ύπαρξη του νερού στην υγρή μορφή του: η Γη είναι η μόνη γνωστή περιοχή που το νερό υπάρχει ως υγρό.