Sens : Cette formule est celle de la molécule d’eau, formée d’un atome d’oxygène relié à deux atomes d’hydrogène par des liaisons covalentes : chaque atome d’hydrogène partage une paire d’électrons avec l’atome d’oxygène. Cet assemblage d’atomes ainsi obtenu est non linéaire et forme un coude dans l’assemblage H2O, d’où la polarité de la molécule d’eau.

Un corps, trois états

L’eau est le seul corps qui exister sous les trois états : solide, liquide et gazeux selon les conditions rencontrées sur terre. En effet, à pression ambiante, l’eau est gazeuse au-dessus de 100°C, solide en dessous de 0°C et liquide entre les deux. Autres particularités propres à cette molécule : son point d’ébullition, son point de fusion, sa chaleur de vaporisation et sa tension superficielle sont anormalement élevés. L’ensemble de ces propriétés soulignent qu’il existe un lien particulièrement fort entre les molécules d’eau.
Dans la molécule d’eau, l’atome d’oxygène présente une charge partielle négative, tandis que les deux atomes d’hydrogène présentent, eux, une charge partielle positive. Au sein de la molécule, l’angle formé entre les deux atomes d’hydrogène par rapport à l’atome d’oxygène est ouvert et leur distance est importante. La molécule d’eau est donc fortement polaire. Du fait de cette polarité, les atomes d’oxygène électronégatifs attirent les atomes d’hydrogène électropositifs, et cette liaison électrique est la liaison hydrogène. C’est en raison de cette liaison hydrogène que l’eau présente de nombreuses anomalies et c’est ce qui explique la force de sa cohésion intermoléculaire.
Ce sont certaines de ses caractéristiques qui font de l’eau une molécule remarquable, dont les particularités ont permis à la vie sur terre de se développer.

Structure de la glace

L’eau est appelée glace à l’état solide. Il en existe de différentes formes qui diffèrent par leur structure cristalline. Dans la structure cristalline, chaque atome d’hydrogène se lie à un atome d’oxygène d’une molécule voisine alors même que cet atome accepte une liaison hydrogène avec des H, liés de façon covalente à deux molécules d’eau distinctes. En établissant ces liaisons hydrogènes, les molécules d’eau s’organisent selon une disposition spatiale qui structure un réseau hexagonal lequel inclut un grand nombre de vides entre les molécules associées. C’est ce qui permet la cristallisation de l’eau avec expansion de volume et moindre densité permettant à la glace de flotter.

Structure de l’eau liquide

Sous la forme liquide, les molécules d’eau sont regroupées par grappes en raison des liaisons hydrogènes maintenues au milieu de molécules libres dont le nombre grandit avec la température.
Grâce à sa polarité, l’eau est également un excellent solvant. Cette faculté est d’ailleurs considérée comme vitale en biologie, car certaines réactions biochimiques ne se réalisent qu’en solution (réactions dans le cytoplasme ou le sang par exemple). Voilà pourquoi, on considère que l’eau liquide est indispensable à la vie et elle est donc activement recherchée sur d’autres astres du système solaire comme Mars notamment.

Info bonus :
La densité de l’eau est plus grande à l’état liquide que solide, une propriété particulièrement rare d’où résulte le fait que la glace flotte sur l’eau liquide. Par ailleurs, la densité de l’eau douce est maximale à 4°C et donc la température au fond d’un lac ne descend jamais en dessous de cette température. C’est précisément ce qui permet à la vie aquatique de survivre aux périodes glacées, car l’eau reste liquide sous la glace.

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