Allt levande på jorden är på ett speciellt sätt förbundet med vatten. Utan vatten är liv inte tänkbart. Vattnets kemiska och fysikaliska egenskaper har i någon bemärkelse format förutsättningar och villkor för liv. Vi bör kunna förstå något av livets mest elementära egenskaper om vi kan förstå vatten.

Vatten är uppbyggt av enkla V-formade molekyler. De två benen i V-t utgörs av två väteatomer, som är bundna till en central syreatom. Vinkeln mellan syreatomen och de två väteatomerna är ungefär 104,5 grader. Den elektriska laddningen inom vattenmolekylen är något snedfördelad så att det finns en negativ pol i spetsen vid V-t, där syreatomen sitter, och en positiv pol vid de båda väteatomerna. Dessa två egenskaper hos vattenmolekylen, vinkelns storlek och den elektriska polariteten, ger vattnet dess unika egenskaper.
Vattenmolekylens form.

Eftersom vattenmolekylen är elektriskt polär så uppkommer attraktionskrafter (vätebindningar) mellan enskilda molekyler. Styrkan av dessa sammanbindande krafter anger de villkor under vilka vatten kan befinna sig i vätskefas. Vätskefas betyder att de ordnande, sammanhållande krafterna mellan molekylerna är tillräckligt starka för att i någon mån övervinna molekylernas slumpmässiga värmerörelser. När de slumpmässiga krafterna tar överhand, då omvandlas vätskan en flyktig gas. När ordnande krafter tar överhand, bildas kristaller. Vätskefasen utgör alltså ett övergångsfenomen mellan kaos och ordning.

En avgörande faktor är också bindningsvinkeln. Om vinkeln mellan väteatomerna hade varit 109,5 grader, då hade vattenmolekylerna kunnat knyta ett tetraediskt nätverk, där varje molekyl till läge och riktning passar perfekt till omgivande molekyler. Varje enhet hade då varit entydigt bestämd av en likaledes entydig helhet, som hade fyllt ut hela det euklidiska rummet. Detta "vatten" hade fallit ut som exakta, regelbundna kristaller. Skillnaden mellan 109,5 och 104,5 grader betyder att vattenmolekylerna med sina mycket starka vätebindningar inte kan bilda något väldefinierat tredimentionellt nät i det rum, där vi är vana att vistas. Det passar inte riktigt - bara nästan. Dessa två faktorer, den starka bindning mellan molekylerna och deras nästan-exakta passform, gör att vatten kommer att förbli i vätskefas under mycket vida temperatur- och tryck intervall.

Vatten har unika egenskaper som lösningsmedel samt en märklig förmåga att adsorbera till ett mycket stort antal strukturer och kemiska substanser. Att vatten adsorberas betyder att dessa andra kemiska strukturer blir överdragna av, inklädda med ett mycket tunnt nät av vattenmolekyler. I vatten pågår en enträgen omkombination av bindningar mellan molekylerna. Hela tiden uppstår och upplöses oregelbundet förgrenade nätverk av ringar med tre, fyra, fem molekyler. De starka, sammanfogande krafterna letar förgäves efter det mönster som inte finns. Antalet möjliga konfigurationer tycks vara oändligt. Och därför kan vattnet anpassa sig till ett otal andra ämnens molekylformer.

Interaktionen mellan vattenmolekylerna är inte helt slumpmässig men den är heller inte fångad i ett entydigt mönster. Det vatten vi känner är resultatet av starka och enträgna krafters försök att fylla hela det euklidiska rummet med bitar, som bara inte passar ihop. Och alla dessa, bara delvis realiserbara konfigurationer, som upphäver varandra, finns närvarande samtidigt i vattnet. Vatten är ett mönster av mycket starka bindningar, som håller samman molekyler i ett vibrerande och skimrande mellanläge av aningar.
index | 1 vattenplanet | 2 molekyl | 3 liv i vatten | 4 liv på land  | 5 inre landskap | home