為什麼有些昆蟲
能夠在池塘水面上行走
可是你想嘗試在水面上行走
卻會噗通沉下去？
為什麼冬天湖面會先結冰？
簡單的說，答案就是「極性」
水是一個簡單的分子
由一個氧和兩個氫原子組成
但水是生命不可或缺的要素
事實上，水佔了將近
成人 60% 的身體重量
水分子間的極性
賦予這常見的物質
得以維持生命的一些獨特性質
極性指的是分子中
電子的不平均分配
一個水分子裡面
氧原子和兩個氫原子之間的鍵結
就像是在拔河 一邊是又高又壯的美式足球球員
另一邊是蹣跚學步的小孩
氧原子是一個大原子
原子核裡的質子比氫原子更多
這些正電荷好像人的力氣
可以吸引
鍵結中帶負電的電子
就像是拔河比賽中的強者
可輕鬆把弱者拉過來
氧原子會吸引電子
比本身原有的電子還多
因為氫原子個子較小、力量較弱
也就是質子比較少
在拔河比賽成了輸家
因而吸引電子的量，比原有的還少
所以水分子裡的氧，就像帶了負電
而氫就像帶了正電一樣
水分子中的這種鍵結
就叫做「極性共價鍵」
共價的意思是，電子由彼此共享
而我們剛學過
極性的意思是，電子分配不均
水分子中，氧就像帶負電
氫就像帶正電
因為正負電會相吸
氧原子也會吸引
鄰近水分子裡的氫原子
水分子間形成了一種特殊的鍵結
稱為「氫鍵」
氫鍵並不只出現在水分子間
也會出現在水分子和
有極性、或離子化的物質之間 （糖－極性） （牙膏－離子化）
水會黏在一起的能力叫「內聚力」
而水附著在其他物質的能力
叫做「附著力」
現在回想一下最初的問題
為何有些昆蟲可在水面行走？
由氫鍵造成的表面張力
在水面形成一層薄膜
提供了足夠的阻力
讓很輕的昆蟲可以行走
我們沒辦法這樣
因為氫鍵沒有強到
可以支撐我們的體重
為什麼冰會浮在水面上呢？
對大部份物質來說
固態的密度比液態更高
但水是個例外！
水分子的氫鍵
在水固態時的距離比液態更遠
分子之間的距離愈遠
固體的密度就愈小
冰的密度比水低了 9%
這表示冰會浮在水上
因而湖面會從表面開始結冰
讓水中生物可以
熬過每年寒冬
水分子的極性
產生了氫鍵
造成了水的獨特性質
水之所以這麼特別
小至細胞
大至海洋
就因為它是個極性分子