thumb|Voda u tri agregatna stanja: tečnom, čvrstom (led) i plinovitom (nevidljiva vodena para u zraku). Oblaci su nakupine vodenih kapi, kondenzirani u zraku zasičenim vodenom parom. mini|Video koji pokazuje stanja vode prisutna u svakodnevnom životu. Voda je providna, bezbojna tekućina koja formira rijeke, jezera, okeane i kišu na Zemlji, i jedan je od osnovnih elemenata svih živih bića. Kao hemijski spoj, molekule vode sadrže jedan atom kisika i dva atoma vodika, koji su spojeni kovalentnom vezom. Voda je tekućina pri standardnim uslovima temperature i pritiska, ali na Zemlji često se nalazi u svom čvrstom stanju, ledu, kao i u svom plinovitom stanju, vodenoj pari.
Voda prekriva 71% površine planete Zemlje. Ona je nezamjenjiva za sve poznate oblike života. Na Zemlji, 96,5% vode se nalazi u morima i okeanima, 1,7% u podzemnim vodama, 1,7% u lednicima i vječnom ledu na Antarktiku i Grenlandu. Mali postotak u drugim većim vodenim površinama i 0,001% u atmosferi kao vodena para, oblaci (formirani od čvrstih i tečnih vodenih čestica kondenziranih u zraku) i atmosferske padavine.Water Vapor in the Climate System, Special Report, [AGU], decembar 1995. Vital Water, UNEP. Samo 2,5% vode na Zemlje otpada na slatke vode, a 98,8% slatke vode nalazi se zarobljeno u ledu ili u podzemnim vodama. Manje od 0,3% slatkih voda na Zemlji nalazi se u rijekama, slatkovodnim jezerima i atmosferi, a čak i manji postotak slatkih voda (0,003%) nalazi se sadržan u biološkim oblicima i vještačkim proizvodima.
Voda na Zemlji se stalno kreće kroz ciklus isparavanja, transpiracije i evaporacije (evapotranspiracija), kondenzacije, padavina i otjecanja površinom, obično do mora ili okeana. Isparavanje i transpiranje doprinose količini padavina nad kopnom. Voda koja se koristi pri izračunu proizvodnje roba i usluga poznata je kao virtualna voda.
Voda ispravna i sigurna za piće je nezamjenjiva za ljude i sva druga živa bića, čak iako im ona ne daje energiju ili organske hranjive materije. Pristup čistoj vodi za piće je poboljšan posljednjih nekoliko decenija u gotovo svim dijelovima svijeta, ali i pored toga još uvijek oko 1 milijarda ljudi nema pristup čistoj vodi a preko 2,5 milijarde ljudi nema pristup adekvatnom načinu zbrinjavanja otpadnih voda. Postoji jasna povezanost između pristupa čistoj vodi i bruto domaćem proizvodu po glavi stanovnika."Public Services" , Gapminder video Međutim, neki istraživači su procijenili da bi do 2025. više od polovine svjetskog stanovništva moglo biti suočeno sa problemima u vezi s vodom.
Izvještaj, objavljen u novembru 2009. sugerira da bi do 2030. u nekim područjima u razvoju, potražnja za vodom mogla nadmašiti njenu ponudu za oko 50%. Voda igra vrlo važnu ulogu u svjetskoj ekonomiji, između ostalog kao otapalo za široki spektar hemijskih supstanci, te kao rashladno sredstvo za industrijske mašine i slično. Oko 70% slatkih voda ljudi koriste za poljoprivredu.
Hemijske i fizičke osobine
desno|thumb|Model vodikovih veza (1) između molekula vode. desno|thumb|Udarac vodene kapi uzrokuje "povratni" mlaz okružen kružnim kapilarnim valovima. thumb|desno|Sniježne pahulje, Wilson Bentley, 1902. thumb|desno|Kapi rose slijepljene na paukovoj mreži. desno|thumb|Kapilarno djelovanje vode u odnosu na živu. Voda je hemijska supstanca sa hemijskom formulom . Jedna molekula vode ima dva atoma vodika spojena kovalentnom vezom na jedan atom kisika.
Voda u prirodi se javlja u sva tri uobičajena agregatna stanja (čvrsto, tečno i plinovito), a na Zemlji poprima mnoge različite oblike: u njenoj atmosferi nalaze se vodena para i oblaci, u okeanima je morska voda, u polarnim morima su ledeni brijegovi, na planinama lednici, a na površini slana i slatkovodna jezera, rijeke te podzemne vode.
+ Tabela: Pregled osobina vode u zavisnosti od temperatureL. Harr, J. S. Gallagher, G. S. Kell: NBS/NRC Steam Tables, Hemisphere Publishing Corp., 1984.K. N. Marsh, ur.: Recommended Reference Materials for the Realization of Physicochemical Properties, Blackwell Scientific Publications, Oxford, 1987.J. V. Sengers, J. T. R. Watson: Improved international formulations for the viscosity and thermal conductivity of water substance, J. Phys.Chem.Ref. Data, 15:1291, 1986. Temperatura oC Gustoća (g/cm3) Specifična toplota (J/g K) Termalna provodljivost (mW/K m) 0 0,99984 4,2176 561,0 10 0,99970 4,1921 580,0 20 0,99821 4,1818 598,4 30 0,99565 4,1784 615,4 40 0,99222 4,1785 630,5 50 0,98803 4,1806 643,5 60 0,98320 4,1843 654,3 70 0,97778 4,1895 663,1 80 0,97182 4,1963 670,0 90 0,96535 4,2050 675,3 100 0,95840 4,2159 679,1
Osnovne hemijske i fizičke osobine su: Voda je tekućina pri standardnim uslovima temperature i pritiska. Čista voda je bez okusa i mirisa. Prirodna, suštinska boja vode i leda je vrlo blaga, nježna nijansa plave, mada su oboje bezbojni u malehnim količinama. Vodena para uglavnom je nevidljiva kao plin. Voda je optički tranparentna u vidljivom elektromagnetnom spektru. Zbog toga, vodene biljke mogu živjeti u vodi jer sunčeva svjetlost može doći do njih. Infracrvenu svjetlost jako apsorbiraju veze kisika i vodika (OH veze). Pošto molekula vode nije pravolinijska (linearna), a atom kisika ima veću elektronegativnost od atoma vodika, on nosi neznatno veći negativni naboj od vodikovih atoma, dok su vodikovi atom nešto pozitivniji. Kao rezultat, molekula vode je polarna sa električnim dipolnim momentom. Za molekulu njene veličine, voda može formirati neuobičajeno veliki broj međumolekulskih vodikovih veza (četiri). Ovi faktori dali su snažne privlačne sile između molekula vode, dajući ogromni površinski napon i kapilarne sile. Kapilarna akcija se odnosi na tendenciju vode da se kreće prema gore kroz usku cijev protivno sili gravitacije. Ovu osobinu iskorištavaju sve vaskularne biljke, poput drveća.Capillary Action – Liquid, Water, Force, and Surface – JRank Articles Ona je dobro polarno otapalo (rastvarač) i često se spominje kao univerzalno otapalo. Supstance koje se rastvaraju u vodi, npr. soli, šećeri, baze i neki plinovi, naročito kisik i ugljik-dioksid (karboniziranje), smatraju se hidrofilnim supstancama (one koje vole vodu). Druge supstance koje se ne mogu miješati s vodom, npr., masti, ulja (odnosno lipidi) su poznate kao hidrofobne supstance (one koje ne vole vodu). Sve komponente u ćelijama (bjelančevine, DNK i polisaharidi) su rastvorljivi u vodi, a svoju strukturu i aktivnost deriviraju iz svog međudjelovanja s vodom. Čista voda ima vrlo nisku električnu provodljivost, ali ona se znatno povećava rastvaranjem male količine ionskog materijala u njoj, poput natrij-hlorida. Tačka ključanja vode (kao i svih drugih tekućina) zavisi od barometarskog pritiska. Naprimjer, na vrhu Mount Everesta voda vrije na 68 °C za razliku od 100 °C na nivou mora na istoj geografskoj širini (pošto promjena geografske širine neznatno mijenja atmosferski pritisak). Nasuprot toga, voda u velikim okeanskim dubinama čak i blizu geotermalnih izbora može dostići nekoliko stotina stepeni ali ostaje u tečnom stanju. Sa 4181,3 J/(kg·K), voda ima visok specifični toplotni kapacitet kao i visoku toplotu isparavanja (40,65 kJ·mol−1), a obje osobine su rezultat ekstenzivnih vodikovih veza između molekula vode. Ove dvije neobične osobine omogućavaju vodi da ujednačava klimu na Zemlji tako što smanjuje velika kolebanja temperature. Gustoća vode na 4 °C iznosi 1000 kg/m3. Gustoća leda iznosi 917 kg/m3. desno|thumb|ADR oznaka za transport dobara kod kojih postoji opasnost od reakcija s vodom Voda je najgušća na temperaturi od 3,98 °C. Većina poznatih supstanci postaju gušće pri opadanju temperature, ali kod vode postoji anomalija pri snižavanju temperature kada se ona hladi do temperature kada prelazi u led. Tokom hlađenja, voda postoje sve gušća do 3,98 °C. Ispod ove temperature, postepeno se formira otvorena ledena struktura u vodi niske temperature, nasumična orijentacija molekula vode u tečnom stanju se održava termalnim kretanjem, a ispod 3,98 °C nema dovoljno termalne energije da se održava ova nasumičnost. Kako se voda hladi, javljaju se dva istovremena efekta: smanjenje zapremine i povećanje ukupne zapremine tečnosti kako se molekule počinju orijentirati u organiziranu strukturu leda. U temperaturnom rasponu između 3,98 °C i 0 °C drugi efekat poništava prvi, tako da je neto efekt povećanje zapremine uz snižavanje temperature. Voda se širi i zahvata 9% veću zapreminu od leda, što konačno izaziva pojavu da led pluta na tečnoj vodi, poput ledenih santi. Voda se može miješati sa mnogim tečnostima, poput etanola, u svim omjerima, dajući jedinstvenu homogenu tekućinu. S druge strane, voda i mnoga ulja ne mogu se miješati, ona obično grade slojeve gdje je tečnost manje gustoće u gornjem sloju, a gušća u donjem. Voda gradi azeotrope sa mnogim drugim otapalima. Ona se može putem elektrolize razdvojiti na vodik i kisik. Energija koja je neophodna da se voda razdvoji na ova dva elementa putem elektrolize ili bilo kojeg drugog procesa je veća od energije koja se dobija kada se vodik i kisik ponovno rekombiniraju. Kao oksid vodika, voda se formira kada vodik i spoj koji ga sadrži sagorijeva ili reagira sa kisikom ili spojem koji sadrži kisik. Voda ne spada u goriva, ona je krajnji proizvod sagorijevanja vodika. Hemijski elementi koji su više elektropozitivni od vodika poput litija, natrija, kalcija, kalija i cezija mogu istisnuti vodik iz vode, dajući hidrokside. Pošto je vodik zapaljiv plin, on je vrlo opasan te stoga reakcije vode sa nekim od navednih elektropozitivnijih elemenata mogu biti burne i eksplozivne. Dužina veze O-H u jednoj (pojedinačnoj) molekuli vode iznosi 0,957854 Å (9,57854 × 10−11 m), a H atomi zatvaraju ugao od 104,5°.. G. Császár, G. Czakó, T. Furtenbacher, J. Tennyson, V. Szalay, S. V. Shirin, N. F. Zobov i O. L. Polyansky, On equilibrium structures of the water molecule, J. Chem. Phys. 122 (2005) 214305 Međutim, ovi parametri se neznatno mijenjaju kada se posmatra više molekula, gdje studije pokazuju da je u tom slučaju dužina O-H veze 0,991 Å, a ugao između H-O-H atoma 105,5°.P. L. Silvestrelli i M. Parrinello, Structural, electronic, and bonding properties of liquid water from first principles, J. Chem. Phys., 111 (1999) 3572-3580