Stav vody: Plyn, kapalina a pevná látka
Tvorba vodíkových vazeb je důležitá kvalita kapalné vody, která je zásadní pro život, jak jej známe. Protože molekuly vody navzájem vytvářejí vodíkové vazby, voda ve srovnání s jinými kapalinami získává některé jedinečné chemické vlastnosti, a protože živé bytosti mají vysoký obsah vody, je pochopení těchto chemických vlastností klíčem k pochopení života. V kapalné vodě se vodíkové vazby neustále tvoří a rozbíjejí, jak molekuly vody klouzají kolem sebe. Přerušení těchto vazeb je způsobeno pohybem (kinetickou energií) molekul vody v důsledku tepla obsaženého v systému. Když se při vaření vody zvyšuje teplo, vyšší kinetická energie molekul vody způsobí, že se vodíkové vazby úplně rozbijí a umožní molekulám vody unikat do vzduchu jako plyn (pára nebo vodní pára). Na druhou stranu, když se teplota vody sníží a voda zamrzne, vytvoří molekuly vody krystalickou strukturu udržovanou vodíkovou vazbou (není dostatek energie na rozlomení vodíkových vazeb). Díky tomu je led méně hustý než kapalná voda, což je jev, který není vidět při tuhnutí jiných kapalin.
Fáze hmoty: Podívejte se, co se stane s mezimolekulárními vazbami během fázových změn v této interaktivitě.
Nižší hustota vody v pevné formě je způsobena orientací vodíkových vazeb při jejím zamrzání: molekuly vody jsou ve srovnání s kapalnou vodou tlačeny dále od sebe. U většiny ostatních kapalin zahrnuje ztuhnutí při poklesu teploty snížení kinetické energie mezi molekulami, což jim umožňuje zabalit ještě těsněji než v kapalné formě a dát pevné látce větší hustotu než kapalina.
Nízká hustota ledu, anomálie, způsobí, že se vznáší na povrchu kapalné vody, jako je ledovec nebo kostky ledu ve sklenici vody. V jezerech a rybnících se na povrchu vody tvoří led, který vytváří izolační bariéru, která chrání zvířata a život rostlin v rybníku před zamrznutím. Bez této vrstvy izolačního ledu by rostliny a zvířata žijící v rybníku zamrzly v pevném bloku ledu a nemohly přežít. Škodlivý účinek zmrazení na živé organismy je způsoben expanzí ledu ve srovnání s kapalnou vodou. Ledové krystaly, které se tvoří po zmrazení, rozbijí jemné membrány nezbytné pro funkci živých buněk a nevratně je poškodí. Buňky mohou přežít zmrazení, pouze pokud je voda v nich dočasně nahrazena jinou kapalinou, jako je glycerol.
