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Nas zonas do planeta em que a água escasseia, os seres vivos possuem adaptações para minimizar a sua perda. Crê-se também que a vida surgiu em meio aquoso, onde os reagentes poderiam circular, encontrar-se e formar ligações, formando moléculas cada vez mais complexas que se agregariam em organismos simples.
A água possui características químicas e físicas muito particulares. Entre elas, o facto de possuir uma densidade menor no estado sólido que no estado líquido, permitindo a flutuação do gelo e a existência de vida subaquática a baixas temperaturas. Também o tipo de ligação química existente entre as moléculas de água, a chamada '''ligação de hidrogéniohidrogênio''', desempenha um papel fundamental em muitos processos biológicos, especialmente em reacçõesreações catalizadascatalisadas por diversas enzimas. A compreensão do funcionamento e da função da água em sistemas biológicos é fulcral para o entendimento de processos bioquímicos.
==Estrutura da molécula de água==
A molécula de água é constituída por dois átomos de hidrogéniohidrogênio ligados a um de oxigéniooxigênio, com uma estrutura angular. O átomo de oxigéniooxigênio partilha dois dos seus seis electrõeselétrons de valência com os átomos de hidrogéniohidrogênio para formar as ligações covalentes entre oxigéniooxigênio e hidrogéniohidrogênio. Como resultado, o hidrogéniohidrogênio tem a sua camada de valência completa e dedicada à ligação. O átomo de oxigéniooxigênio possui dois pares de electrõeselétrons de valência que não participam então em ligações, mas que produzem uma zona de carga negativa que tende a repelir ligeiramente os átomos de hidrogéniohidrogênio. Por esta razão, a molécula de água não é linear, formando antes um ângulo com aproximadamente 104,5º.
[[Imagem:Watermolecule.png|thumb|250px|A molécula de água. Os átomos dispõem-se formando um ângulo de 104,5º. A diferença de electronegatividadeeletronegatividade entre os dois tipos de átomos provoca a existência de um dipólodipolo eléctricoelétrico, com uma concentração de carga negativa na vizinhança do átomo de oxigéniooxigênio.]]
O oxigéniooxigênio é uma molécula com elevada electronegatividadeeletronegatividade, maior que a do hidrogéniohidrogênio, ou seja, tende a atrair mais facilmente electrõeselétrons. Embora a ligação covalente seja um tipo de ligação química que exija a partilha electrónicaeletrônica, é mais provável encontrar esses electrõeselétrons mais perto do núcleo do oxigéniooxigênio que dos núcleos do hidrogéniohidrogênio. Por esta razão, a nuvem electrónicaeletrônica da molécula de água é mais densa nas imediações do oxigéniooxigênio, tendo uma carga eléctricaelétrica local mais negativa e conferindo uma polaridade eléctricaelétrica à molécula.
Por causa desta polaridade, um átomo de oxigéniooxigênio pertencendo a uma determinada molécula de água tende a atrair um átomo de hidrogéniohidrogênio de uma molécula vizinha, estabelecendo uma ligação intermolecular denominada ligação de hidrogéniohidrogênio (também é usado o termo ponte de hidrogéniohidrogênio). Este tipo de ligação ocorre entre átomos de hidrogéniohidrogênio e átomos de elevada electronegatividade, como o já referido oxigéniooxigênio ou ainda o azotonitrogênio ou o fósforo, sempre que o hidrogéniohidrogênio tenha uma deficiência electrónica devida à polarização da molécula em que se encontra (ou seja, sempre que se encontre ligado covalentemente a outro átomo electronegativoeletronegativo).
[[Imagem:Wasserstoffbrückenbindungen-Wasser.svg|thumb|250px|Moléculas de água formando uma estrutura em rede, através de ligações de hidrogéniohidrogênio (marcadas a preto). Círculos maiores a vermelho: átomos de oxigéniooxigênio. Círculos menores, a azul: átomos de hidrogéniohidrogênio.]]
Este tipo de ligação tem uma energia relativamente baixa (23 kJ/mol), a suficiente para estabelecer a ligação mas também ser facilmente quebrada. Este é um aspecto importante para a mobilidade das moléculas de água, que estão a associar-se e a dissociar-se constantemente quando no estado líquido, mas que se encontram sempre envolvidas neste tipo de ligação. A água pode ser então pensada como uma rede de moléculas coesas, mas não estáticas como num sólido; esta coesão confere-lhe uma densidade elevada em comparação com outros líquidos à mesma temperatura e causa a existência de uma elevada tensão superficial.
Outras propriedades significativamente afectadasafetadas pela existência de ligações de hidrogéniohidrogênio são a temperatura de ebulição e a temperatura de fusão. Este tipo de ligação aumenta estas temperaturas em relação a compostos similares que não a possuam. Por exemplo, o metano, CH<sub>4</sub>, é um gás a 25º, o que não acontece com o álcool derivado deste, o metanol (CH<sub>3</sub>OH), um líquido a esta mesma temperatura. A ligação C-H não é muito polar, não havendo grande polarização em moléculas orgânicas que não possuam átomos fortemente electronegativoseletronegativos.
==Solubilidade em água==
As proteínas podem ser hidrofílicas ou hidrofóbicas. Quando possuem zonas hidrofóbicas expostas ao solvente, estão normalmente associadas a membranas, podendo ter zonas expostas ao meio aquoso intracelular, extracelular ou a ambos.
A água dissolve sais como o NaCl, dissociando-os nos seus iõesíons; estes não se reassociam porque a água solvata-os de forma eficaz, criando uma barreira física à sua reassociação. Também grupos ionizáveis como o carboxilo, -COOH, presentes em diversas moléculas biológicas, têm a sua forma ionizada (neste caso, -COO<sup>-</sup>) estabilizada em solução.
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