Air, umumnya dikenal dengan sifat kimianya sebagai H2O, adalah salah satu elemen paling lazim di Bumi, dengan hingga 75% permukaan bumi tertutup dengannya. Ini adalah salah satu persyaratan paling penting bagi kehidupan untuk ada, dan memiliki aplikasi praktis untuk hampir setiap industri yang dapat dipikirkan.
Sebuah molekul air terbentuk ketika dua atom hidrogen dan satu atom oksigen saling terikat secara kovalen. Air, dalam keadaan alami, ada sebagai cairan. Atom hidrogen di dalam molekul air tidak cukup dekat; maka ikatan hidrogen antara molekul-molekul secara konstan membentuk dan menghancurkan. Ini menyebabkan air tidak memiliki struktur yang berbeda, dan membuatnya tampak cair. Dalam keadaan cairnya, molekul air rata-rata hanya berikatan hidrogen dengan sekitar 3,4 molekul air yang berdekatan pada suatu waktu. Kepadatan air cair adalah 1,00 g / cm kubik.
Sebaliknya, es adalah bentuk padat air. Es memiliki struktur kisi yang kaku, dalam bentuk kristal tetrahedral yang menyerupai elemen molekul raksasa. Muncul dalam berbagai bentuk, seperti kristal keras yang digabung seperti es batu, atau butiran yang terakumulasi secara longgar seperti di salju. Tidak seperti air cair, ikatan hidrogen memainkan peran yang lebih kuat dalam kepadatan dan bentuk es daripada ikatan kovalen karena molekul air ditekan satu sama lain dengan sangat erat. Hal ini menyebabkan sifat memukul mundur seperti-suka untuk mengatasi kekuatan tarik-menarik dalam struktur, menyebabkan es untuk menunjukkan karakteristik yang tidak biasa menjadi kurang padat saat mendingin, di mana kebijaksanaan konvensional menyatakan bahwa semakin rendah suhu semakin padat zat menjadi. Kepadatan es adalah 0,931 g / cm kubik. Inilah sebabnya es mengapung di air. Dalam es, setiap molekul air berikatan hidrogen dengan 4 molekul air lainnya.
Es dan air cair mungkin memiliki sifat yang sama, tetapi mereka dapat digunakan untuk tujuan yang sangat berbeda. Es biasanya digunakan untuk mengawetkan makanan karena dingin, dan entalpi fusi air yang tinggi memungkinkannya menyerap panas dari hal-hal lain secara efektif, sehingga menunda aktivitas bakteri dan mikroorganisme. Air cair, di sisi lain, dipandang sebagai alternatif yang murah untuk solusi pemanasan di malam hari, karena mereka dapat menyerap panas dari matahari di siang hari dan melepaskannya di malam hari.
Es dan air cair adalah barang penting yang sangat membantu dalam kehidupan kita sehari-hari, dan memahami bagaimana mereka bekerja dan berperilaku pasti akan bermanfaat bagi kita semua dalam jangka panjang.