Nước (H2O) là một trong những hợp chất quan trọng nhất trên Trái đất, bao trùm nhiều khía cạnh cơ bản của sự sống. Nó tồn tại đồng thời trên Trái đất ở các trạng thái rắn, lỏng và khí, khiến nước trở thành một phần không thể thiếu của môi trường và hệ sinh thái. Tính độc đáo của nước bắt nguồn từ bản chất của các phân tử và điều kiện môi trường, cho phép nước đóng vai trò quan trọng ở các vùng khí hậu và địa lý khác nhau.
Nước là dung môi của sự sống và có thể hòa tan nhiều chất nên được gọi là “nước của sự sống”.
Nước là phân tử có cực, góc giữa nguyên tử oxy và nguyên tử hydro trong phân tử là 104,5 độ. Tính phân cực của các phân tử nước cho phép chúng hình thành liên kết hydro, đó là lý do chính khiến nước có điểm nóng chảy và điểm sôi tương đối cao. Nước có ba trạng thái riêng biệt trong điều kiện bình thường: nước đá rắn, nước lỏng và hơi nước dạng khí. Sự đa dạng như vậy khiến nước trở thành chất tự nhiên phổ biến nhất trên trái đất.
Nước là chất duy nhất tồn tại đồng thời ở dạng rắn, lỏng và khí trong điều kiện bình thường của Trái đất.
Vòng tuần hoàn nước là quá trình trao đổi nước liên tục giữa khí quyển, đất, nước và sinh vật, bao gồm các quá trình như bay hơi, ngưng tụ, kết tủa và dòng chảy. Cả hai đều là một phần của chu trình thủy văn của Trái đất, trong đó nước đóng vai trò ngày càng quan trọng trong tự nhiên. Các phân tử nước bay hơi bay lên không khí và trở thành chất khí; khi hơi nước nguội đi, nó rơi xuống dạng lỏng, giống như mưa.
Tại sao nước có thể tồn tại đồng thời ở ba trạng thái này trên trái đất? Điều này là do các điều kiện môi trường của Trái đất. Các nhà khoa học chỉ ra rằng áp suất và nhiệt độ khí quyển trên Trái đất chỉ gần bằng điểm ba của nước, nghĩa là trong những điều kiện nhất định, nước rắn, lỏng và khí có thể tồn tại cùng một lúc. Đặc tính của điểm ba này là nước vẫn ổn định ngay cả trong môi trường thay đổi.
Tại điểm ba của nước, các trạng thái rắn, lỏng và khí của nước có thể cùng tồn tại, đây là một khía cạnh độc đáo của nước.
Nước đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh thái Trái đất, bao gồm hỗ trợ nhiều dạng sống khác nhau, cân bằng sinh thái và điều hòa khí hậu. Đặc tính nhiệt dung của nước cho phép nước điều hòa khí hậu, lưu trữ và giải phóng nhiệt, từ đó ảnh hưởng đến các kiểu khí hậu trên toàn thế giới. Dòng nước cũng thúc đẩy quá trình tái chế chất dinh dưỡng trong đất và tăng trưởng thực vật, liên tục cung cấp nước cho cuộc sống hàng ngày.
Hơn thế nữa, việc sử dụng nước rất quan trọng trong nền kinh tế toàn cầu. Khoảng 70% lượng nước ngọt được sử dụng cho nông nghiệp và thủy sản luôn là nguồn thực phẩm chính ở nhiều nơi trên thế giới, cung cấp 6,5% lượng protein toàn cầu. Vận tải đường thủy cũng rất quan trọng trong thương mại đường dài, với nhiều hàng hóa được vận chuyển qua đại dương, sông hồ.
Trước sự nóng lên toàn cầu và tác động của nó đến tài nguyên nước, quản lý nước ngày nay đã trở thành một vấn đề quan trọng. Hiểu được tính chất của nước và tác động của những thay đổi môi trường là chìa khóa cho sự tồn tại và phát triển trong tương lai của chúng ta. Làm thế nào chúng ta có thể sử dụng và bảo vệ hiệu quả tài nguyên nước trong tương lai cũng sẽ là câu hỏi chúng ta cần phải suy nghĩ sâu sắc.