结构生物化学/独特特性/极性和氢键
水分子的一個顯著特徵是它的極性。极性是指任何分子的兩端電荷分佈不均。在水中，氧原子比與之共價鍵合的兩個氫原子更具電負性。因此，電子由於氧對電子的高親和力而更強烈地被氧原子吸引，導致氧原子帶有淨負電荷，而每個氫原子帶有淨正電荷。這種每個原子上的電荷分佈不均在所有水分子中產生一個淨偶極矩，為氫鍵的形成奠定了基礎。bonding.
當水中帶負電的氧原子吸引周圍帶正電的氫原子時，就會產生一種稱為氫鍵的弱分子間力。水分子之間的這種相互作用解釋了水的各種獨特性質。
between the water molecules are weak, water has a very low melting point, boiling point, surface tension and heat of vaporization compared to other common solvents. In addition, the unique networkings of the Hydrogen bonds in water give it more unique properties including High dielectric constant (the ability of water molecules to surround ions and diminish the attraction of opposite charges for each other), solid-state is less dense than liquid state and thus has a negative volume of melting.
由於其四個鍵位，一個水分子最多可以形成四個氫鍵。由於氧原子上的兩個孤對電子，每個氫原子能夠與周圍的氧原子形成一個氫鍵，而每個氧原子能夠與周圍的氫原子形成兩個氫鍵。
雖然氫鍵比維持水分子結構的共價鍵弱，但它們仍然是水各種獨特的物理性質的責任。這些性質包括其相對較高的熔點和沸點溫度，這是由水分子之間的分子間力集合引起的。因此，氫鍵需要大量的能量輸入才能打破分子之間的鍵。這種弱鍵對生化系統至關重要；它們足夠弱，可以在生化過程中可逆地斷裂，但它們也足夠強，當許多弱鍵同時存在時，可以幫助穩定特定的結構，例如雙螺旋。