Par Catherine Carney | Mis à jour le 24 mars 2022
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Les molécules d'eau sont polaires, avec une charge légèrement négative sur l'atome d'oxygène et une charge légèrement positive sur les atomes d'hydrogène. Cette polarité crée des liaisons hydrogène, des forces attractives entre les charges opposées des molécules voisines. Le résultat est la cohésion (l'eau se colle à elle-même) et adhésion (l'eau colle aux autres surfaces hydrophiles). Ces propriétés confèrent à l'eau sa tension superficielle élevée, permettant des phénomènes tels que l'action capillaire des plantes et le « caractère collant » d'une flaque d'eau.
La liaison hydrogène de l’eau lui confère une chaleur spécifique élevée, une chaleur de vaporisation élevée et un puissant effet de refroidissement par évaporation. Parce qu’il faut plus d’énergie pour briser ces liens, l’eau résiste aux changements rapides de température, protégeant ainsi les écosystèmes et les organismes contre la chaleur ou le froid extrêmes. Le refroidissement par évaporation de la transpiration ou de la transpiration est un excellent exemple de ce thermostat naturel.
La polarité fait également de l’eau un excellent solvant pour d’autres molécules polaires ou hydrophiles. Il dissout facilement les sels, les sucres et de nombreuses macromolécules biologiques, facilitant ainsi d’innombrables réactions biochimiques. En revanche, les substances hydrophobes non polaires telles que les huiles restent en grande partie non dissoutes, formant des phases distinctes.
Contrairement à la plupart des liquides, l’eau se dilate lorsqu’elle gèle. Le réseau rigide formé par les liaisons hydrogène occupe plus de volume que l’arrangement fluide, la glace est donc moins dense que l’eau liquide. Cela fait flotter la glace, isolant les plans d'eau et préservant la vie aquatique pendant les saisons froides.
L'eau pure se dissocie en concentrations à peu près égales d'ions H⁺ et OH⁻, produisant un pH neutre de 7. Cette neutralité lui permet de servir de tampon dans les systèmes biologiques, s'adaptant aux conditions légèrement acides ou basiques requises par diverses enzymes.
Ces cinq propriétés interconnectées :cohésion/adhésion, stabilité en température, capacité de solvant, expansion lors de la congélation et pH neutre, font de l'eau la pierre angulaire de toute vie connue.