Схематически суммарные электронные орбитали этих пар показаны в виде эллипсов, вытянутых от общего центра – ядра O2-. Каждый из оставшихся двух электронов кислорода образует пару с одним электроном водорода. Эти па́ры также тяготеют к кислородному ядру. Поэтому водородные ядра – протоны – оказываются несколько оголенными, и здесь наблюдается недостаток электронной плотности.
Таким образом, в молекуле воды есть два отрицательных заряда (избыток электронной плотности в области кислородного ядра) и два положительных (недостаток электронной плотности у двух водородных ядер). Так как электрические заряды расположены асимметрично, то молекула воды имеет заметно выраженную полярность, и, соответственно, высокую диэлектрическую проницаемость, самую высокую из всех известных нам соединений.
Благодаря этому вода является прекрасным растворителем. И всегда представляет собой раствор сложного состава. Даже из дождевой воды, считающейся наиболее чистой, можно выделить различные минеральные и органические вещества, захваченные водой из атмосферы.
Из пресных и морских вод можно выделить органические компоненты – растворимые соединения белков, сахаров, спиртов, углеводородов и подобных веществ, являющихся продуктами жизнедеятельности животных и растений, обитающих на берегах водоемов и в них самих, а также отходы промышленности и сельского хозяйства. А в одном литре океанской воды растворено около 35 г солей. При этом солевой состав отличается не только количественно, но и качественно. На 89 % морские соли состоят из хлоридов (преимущественно – натрия и кальция), на 10 % – из сульфатов (натрия, калия и магния), на 1 % – из карбонатов (натрия и кальция). В пресных водах больше всего карбонатов (натрия и кальция) – до 80 %. Сульфатов (натрия, кальция и магния) – около 13 %. Остальные 7 % приходятся на хлориды (натрия и кальция) и другие соли.
Газ в воде также присутствует, и наиболее часто встречается кислород, азот, углекислый газ, сероводород. В истоках горных рек содержание кислорода может достигать 6 мг/л. В глубинных слоях Черного моря высока концентрация сероводорода – до 100 мг/л. Этот ядовитый газ присутствует и в нижних слоях некоторых озер.
Таким образом, несмотря на свой простой химический состав, вода является одним из самых загадочных и странных веществ на нашей планете.
Согласно наиболее распространенной теории, все живое на Земле зародилось в ее бескрайних доисторических морях примерно 3,8 миллиардов лет назад, когда при особых, существовавших именно тогда условиях, образовались вещества с кристаллическими