L'eau est une substance chimique, corps triatomique stable représenté par une molécule coudée dévoilant un angle de 104°5 entre ses deux liaisons covalentes O-H. Ce corps composé minéral, incolore, inodore et insipide est un liquide à la température ordinaire et à la pression atmosphérique normale, caractérisé par l'existence de liaison hydrogène, ce qui justifie une large plage de température entre solidification à et vaporisation à . L'échelle centigrade de température définie par Anders Celsius se repère par définition sur le point de congélation à 0° et le point d'ébullition à 100°. Jérôme Robert (coordinateur), Dictionnaire de Physique et de Chimie, Nathan, Paris, 2004, 521 pages, . Sa densité est maximale à , d'où la définition du gramme comme unité de mesure révolutionnaire et universelle.. Ce liquide montre aussi une tension superficielle importante, ce qui explique la formation facile de gouttelettes en présence d'air et la rétention facile dans les conduits capillaires, en particulier les pores du sol. La structure polaire de la molécule, l'oxygène électronégatif assurant le pôle négatif et le côté des atomes d'hydrogène formant un pôle positif, explique que l'eau soit un mauvais solvant à l'état liquide des composés non polaires comme les hydrocarbures, et un excellent solvant des solides à liaisons ioniques, libérant leurs électrolytes ainsi que des composés à liaison hydrogèneSoit un moment dipolaire avoisinant μ = 1,85 D ou debye. L'équilibre d'auto-protolyse, entre la molécule d'eau et les deux ions, le cation hydronium et l'anion hydroxyle explique les notions d'acide et de base, de pH et de conductivité toujours en solution aqueuse.. La molécule d'eau participe aux réactions d'hydrolyse et d'hydratation, mais aussi à diverses réactions d'oxydo-réduction, dévoilant une réactivité vis-à-vis d'oxydants ou de réducteurs suffisamment forts. Dans de nombreux usages, le terme eau est employé au sens restreint d'eau à l'état liquide, ou pour désigner une solution aqueuse diluée (eau douce, eau potable, eau de mer) ou une suspension (eau de chaux, eaux grasses, eaux usées)
L'eau est ubiquitaire sur Terre et dans l'atmosphère, sous ses trois états, solide (glace), liquide et gazeux (vapeur d'eau). L'eau extraterrestre est également abondante, sous forme de vapeur d'eau dans l'espace et sous forme condensée (solideÀ grande profondeur dans les deux planètes géantes glacées du Système solaire, dans les satellites des deux planètes géantes gazeuses et dans les planètes naines, l'eau solide n'est pas de la glace ordinaire, mais l'un de ses nombreux polymorphes. ou liquide) à la surface, près de la surface ou à l'intérieur d'un grand nombre d'objets célestes.
L'eau est un constituant biologique important, essentiel sous sa forme liquide pour tous les organismes vivants connusOn ne sait pas quelles formes peut prendre la vie extraterrestre, mais il est probable que l'eau liquide lui soit également indispensable.. Compte tenu de son caractère vital, de son importance dans l'économie et de sa répartition inégale sur Terre, l'eau est une ressource naturelle dont la gestion est l'objet de forts enjeux géopolitiques.
Généralités vignette|gauche|upright=1.3|L'eau est présente sur notre planète sous trois états physiques : liquide, glacesolide et vapeur d'eaugaz. La vapeur d'eau, invisible, se retrouve dans l'air. Les nuages peuvent être décrits en dispersions variables de gouttelettes d'eau, autour de micronoyaux de poussières fines, dans l'air.
La formule chimique de l’eau pure est . L’eau que l’on observe sur Terre est rarement un corps chimique unique formant masse : l'eau douce est diversement minéralisée et l'eau de mer fortement salée ; l’eau courante grossièrement filtrée et claire reste une solution aqueuse, à la fois solution très diluées de sels minéraux sous forme de cations sodium, potassium, magnésium, calcium etc. et d'anions carbonates, sulfates etc., et comprend, outre des contaminants organiques à l'état de traces, divers gaz dissous comme l'oxygène, le dioxyde de carbone etc. toute en étant une suspension de fines particules, de bactéries et autres micro-organismes. Les chimistes préfèrent utiliser de l'eau distillée pour ne pas contaminer ou modifier les solutions aqueuses étudiées : cette eau distillée, parfois obtenue par simple point flash, ne contient quasiment plus de sels minéraux, de contaminants organiques et de gaz dissousPrésentation simple de l'eau distillée. Les catalogues de produits chimiques, à l'instar de celui de Merck en 1992, proposent de l'eau pour analyse garantie à moins de 1 ppm de résidu de calcination ou d'évaporation, et de l'eau pour chromatographie à pH entre 5 et 8, à moins de de résidu. Ce sont des limites qu'une bonne distillation d'eau préalablement non souillée peut atteindre, du moins immédiatement après l'opération.. L'eau distillée, relativement pure et neutre, est difficilement conservable à long terme, car son pH initialement de 7 peut glisser facilement vers 5,4 en dissolvant par agitation du gaz carbonique de l'air et sa conductibilité électrique quasiment nulle s'accroît insensiblement par réapparition inéluctable d'ions dissous, du fait des surfaces de contenants ou des gaz de contact.
Majoritairement observable sur Terre à l'état liquide, l'eau est en effet un puissant solvant d'autant qu'elle est plus pure : elle dissout facilement ou solubilise rapidement de nombreux corps ioniques, comme les matières salines, à l'image du sel et du gypse qu'elle peut transporter, ainsi que de nombreux autres gazL’eau pure est parfois désignée sous le nom de « solvant universel ». D'où la teneur en matière sèche ou gazeuse des eaux minérales. L'eau fortement minéralisée perd cette capacité de dissolution importante. Elle relargue parfois sa charge de matière transportée, par exemple sous forme de tartres ou roches chimiques dites évaporites., par exemple les composants de l'air, en particulier l'oxygène ou le dioxyde de carbone. L'expression « solvant universel ». est toutefois sujette à maintes précautions, beaucoup de matériaux naturels (roches, métaux) étant insolubles dans l'eau (dans la plupart des cas ou de manière infime). Du fait de sa masse volumique, l'eau qui se meut par gravité peut arracher et mettre en suspension un grand nombre de corps, petit et gros, ce qui accroît d'autant la densité apparente de la phase liquide en mouvement, et explique la force d'arrachement et de ravinement des flux d'eaux boueuses ou composites de roches et végétaux, ces derniers nommées "laves" dans diverses traditions montagnardes, causant un recouvrement final en bout de pente ou lors du retrait.
La surface de la Terre est recouverte à 71 % d’eau. (97 % d’eau salée et 3 % d’eau douce dans différents réservoirs.) sous différentes formes : liquide, dans les océans, les lacs, les fleuves et les rivières. Ailleurs que dans les zones humides plus ou moins tourbeuses ou marécageuses, dans les mers et océans, l'eau est présente dans les lagunes, lacs, étangs, mares, fleuves, rivières, ruisseaux, canaux, réseaux de fossés, de watringues ou comme eau interstitielle du sol ; gazeuse, sous forme de vapeur d'eau dans l'air. L'humidité de l'air provient de l'évaporation des mers, des plans d'eau et de l'évapotranspiration des plantes ; solide, sous forme de glace dans les glaciers, les inlandsis, la banquise, les icebergs
La circulation de l’eau au sein des différents compartiments terrestres est appelée « cycle de l'eau ». En tant que composé essentiel à la vie, l’eau a une grande importance pour l'HommeVoir Géopolitique de l'eau pour plus de détails. mais aussi pour toutes les espèces végétales et animales. Source de vie et objet de culte depuis les origines de l'Homme, l'eau est conjointement, dans les sociétés d'abondance comme la France, un produit de l'économie et un élément majeur de l'environnement.
Le corps humain est composé à 65 % d’eau pour un adulte, à 75 % chez les nourrissons et à 94 % chez les embryons de trois jours. Les cellules, quant à elles, sont composées de 70 % à 95 % d'eau. Les animaux sont composés en moyenne de 60 % d'eau et les végétaux à 75 %. On trouve néanmoins des extrêmes : la méduse (98 %) et la graine (10 %)Programme BCPST.. L'eau de boisson passe la barrière intestinale et est diffusée par les réseaux sanguins et lymphatiques. Dans les membranes cellulaires, des pores spéciaux dits aquaporines permettent le passage de l'eau de part et d'autre de la membrane tout en empêchant les ions de pénétrer dans la cellule. En 2009, environ 500 aquaporines étaient identifiées chez les plants et animaux, dont 13Pierre Laszlo, « Les aquaporines » dans La Science au présent 2009. Ed. Encyclopaedia Universalis, 2009. chez l'humain. Ces pores protéiques complexes « trient » les molécules ayant la même taille que la molécule d’eau et ne laissent passer que l'eauPassage trans membranaire d'une molécule d'eau, via la protéine aquaporine, Animation produite par le NIH ("Center for Macromolecular Modeling and Bioinformatics")..
L'eau a la propriété particulière de présenter une anomalie dilatométrique : sa phase solide est moins dense que sa phase liquide, ce qui fait que la glace flotte..
Étymologie et usage du mot Le substantif eau apparaît timidement sous cette graphie en français moyen vers 1490Entrée eau dans le TLFi. Auparavant au , il s'écrit eaue pour désigner surtout les secrétions du corps en médecine et s'écrit encore ainsi jusqu'à la fin du . Si le mot d'ancien français ewe est attesté par la Chanson de Roland, entre 1080 et 1100, il existe vers 1050 une forme romane egua qualifiant un liquide inodore et transparent, qui peut être associée à l'ancien français méridional.
Pour les clercs du temps, il est évident qu'il s'agit d'un dérivé altéré ou simplifié du mot féminin latin ăqua, aquæ, alors par les langues romane d'oïl. La bonne reconnaissance du terme latin aqua préservé par l'italien acqua a permis l'adaptation savante ou la reprise de quelques mots, par exemple le latin aquarium signifiant réservoir ou abreuvoir qui, parallèlement par évolution linguistique romane est devenu notre évier en français. Il y a aussi aquariophile, aquatique, aqueduc, aquaculture ou aquiculture, aquiculteur, aquicole, aquifère, aquanaute, aquaplanage ou aquaplane, aquatinte, aquarelle etc. Un mélange aqueux en chimie est une solution dont le solvant est l'eau. Le préfixe grec hydro à l'origine des adjectifs anhydre, hydrique, hydratant, hydraté, hydraulique, hydro-électrique, hydrominéral, hydrofuge, hydrophile versus hydrophobe, hydromécanique, hydropneumatique, hydrosoluble, hydrostatique, hydrothermal etc., des mots hydracide, hydraire, hydratation, hydrate, hydravion, hydrémie, hydrocharidacées, hydrocotyle, hydrocution, hydrodynamique, hydroélectricité, hydrofoil, hydrogéologie, hydroglisseur, hydrographie, hydrolase, hydrolat, hydrologie, hydromel, hydrométéore, hydromètre, hydrosilicate, hydroplanage, hydrosphère, hydrostatique, hydrothérapie, des verbes hydrater, hydrofuger, hydrolyser etc. en français, dérive du grec ancien ὕδωρ (hudôr) et non pas de ὕδρος (hudros) lequel signifie (d'où l')Dictionnaire Le Robert, pour les listes de mots et les origines.. Il faudrait ajouter, pour être plus exhaustif les deux préfixes hygro- et lyo-, respectivement tirés du grec hugros, humidité et lucin, dissoudre, et leurs dérivés : hygromètre, hygrophile versus hygrophobe, hygroscopique, lyophile versus lyophobe, lyophilisation.
Par « eau », on comprend souvent liquide incolore et inodore constitué en majorité d'eau, mais pas uniquement d'eau pure. Suivant sa composition chimique qui induit son origine ou son usage, on précise : eau minérale, eau de Seltz, eau de source, eau de mer, eau douce, eau potable, eau de pluie, eau du robinet, eau de table, eau gazeuse, eau plate ; en chimie, on parle d'eau lourde, eau tritiée, eau dure, eau distillée ;