પાણી એ પૃથ્વીની સપાટી પર આવેલું સૌથી વધુ માત્રામાં અસ્તિત્વ ધરાવતું સંયોજન છે અને પૃથ્વી ગ્રહની સપાટીનો લગભગ ૭૦ ટકા હિસ્સો રચે છે. પ્રકૃતિમાં તે પ્રવાહી, ઘન અને વાયુ સ્વરૂપે અસ્તિત્વ ધરાવે છે. પ્રમાણભૂત તાપમાન અને દબાણે તે પ્રવાહી અને વાયુ સ્થિતિ વચ્ચે ગતિક સંતુલનમાં હોય છે. ઓરડાના તાપમાને તે વાદળી ઝાંય સાથે લગભગ રંગહીન, સ્વાદહીન અને ગંધહીન પ્રવાહી સ્વરૂપે હોય છે. ઘણા પદાર્થો પાણીમાં ઓગળે છે તેથી તેને સામાન્ય રીતે સાર્વત્રિક દ્રાવક  તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. આ ગુણધર્મને કારણે પાણી પ્રકૃતિમાં અને વપરાશમાં ભાગ્યેજ શુદ્ધ હોય છે અને તેના કેટલાક ગુણધર્મો શુદ્ધ પદાર્થના ગુણધર્મોથી સહેજ બદલાયેલા હોઇ શકે. જો કે એવા ઘણા સંયોજનો છે કે જે પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે. પાણી એક માત્ર સામાન્ય પદાર્થ છે કે જે પદાર્થની ત્રણેય સ્થિતિમાં કુદરતી રીતે જોવા મળે છે. પાણી માનવીના શરીરનો 55 ટકાથી 78 ટકા હિસ્સો રચે છે.

પાણીના સ્વરૂપો
અન્ય ઘણા પદાર્થોની જેમ પાણી પણ અનેક સ્વરૂપ ધારણ કરી શકે છે. આ સ્વરૂપોને વ્યાપકપણે પદાર્થની અવસ્થા તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવ્યા છે. પાણી પ્રાવસ્થાઓમાં પ્રવાહી અવસ્થા સૌથી સામાન્ય છે અને દુનિયા જેને "પાણી" ગણે છે તે સ્વરૂપ છે. પાણીની ઘન અવસ્થાને બરફ  તરીકે ઓળખવામાં આવે છે જે બરફના ચોસલા (આઇસ ક્યુબ)ની જેમ સખત, સંયોજિત સ્ફટિક અથવા સ્નો ની જેમ છુટા સંચયિત થયેલા દાણાદાર સ્ફટિકનું માળખું બનાવે છે. ઘન H2Oના વિવિધ સ્ફટિકીય અને આકારહીન સ્વરૂપોની યાદી માટે જુઓ લેખ બરફ. પાણીની વાયુ અવસ્થા પાણીની બાષ્પ (અથવા વરાળ) તરીકે ઓળખાય છે અને તેને પાણીના પારદર્શક વાદળના સ્વરૂપ તરીકે ગણવામાં આવે છે.  પાણીની ચોથી સ્થિતિ સુપરક્રિટિકલ ફ્લુઇડ તેના અન્ય ત્રણ સ્થિતિની તુલનાએ વધુ અસાધારણ છે અને તે પ્રકૃતિમાં ભાગે જ જોવા મળે છે. પાણી જ્યારે ચોક્કસ ક્રાંતિક ઉષ્ણતામાન 647 K અને ચોક્કસ ક્રાંતિક દબાણ 22.064 MPa ધારણ કરે છે ત્યારે પ્રવાહી અને વાયુ પ્રાવસ્થા એક સમાનધર્મી તરલ પ્રાવસ્થામાં મિશ્ર થઇ જાય છે અને તે વાયુ અને પ્રવાહી બંનેના ગુણધર્મો ધરાવે છે. પાણી માત્ર અત્યંત ઊંચા તાપમાન અથવા દબાણે જ સુપરક્રિટિકલ બની શકતું હોવાથી તે કુદરતી રીતે ક્યારે બનતું નથી. પ્રાકૃતિક રીતે બનતા સુપરક્રિટિકલ પાણીનું ઉદાહરણ, ઊંડા પાણીના સૌથી ગરમ ભાગ જળઉષ્મીય છિદ્રો રહેલું છે. જેમાં પાણી જ્વાળામુખીના ગોટાઓને ઠંડા પાડવામાં ક્રાંતિક તાપમાને પહોંચે છે અને પેટાળમાં દરિયાના કચડી નાંખે તેવા વજનમાં ક્રાંતિક દબાણ ધારણ કરે છે.

પ્રાકૃતિક રીતે પાણીમાં (જુઓ પ્રમાણભૂત સરેરાશ મહાસાગર જળ ), લગભગ તમામ હાઇડ્રોજન પરમાણુ આઇસોટોપ પ્રોટિયમ છે. . ભારે પાણી એવું પાણી છે જેમાં હાઇડ્રોજનના સ્થાને તેનો ભારે આઇસોટોપ, ડ્યુટેરિયમ હોય છે. તે રાસાયણિક  દ્રષ્ટિએ સામાન્ય પાણીને સમાન હોય છે પરંતુ સમરૂપ હોતું નથી. કારણકે ડ્યુટેરિયમનું ન્યુક્લિયસ પ્રોટિયમ કરતા બમણુ ભારે હોય છે અને આમ બંધન ઊર્જા અને હાઇડ્રોજન બંધનમાં નોંધપાત્ર ફેરફાર પેદા કરે છે. પરમાણુ રિએક્ટર ઉદ્યોગમાં ન્યુટ્રોનની ગતિ ધીમી પાડવા (ગતિ ઘટાડવા) માટે ભારે પાણીનો ઉપયોગ થાય છે. તેનાથી વિપરિત, હળવા પાણી માં, પાણી પ્રોટિયમ આઇસોટોપ ધરાવે છે. આ શબ્દનું ઉદાહરણ છે હળવું પાણી રિએક્ટર , જે સુચવે છે કે આ રિએક્ટર હળવા પાણીનો ઉપયોગ કરે છે.

ભૌતિક વિજ્ઞાન અને રસાયણ વિજ્ઞાન
પાણી એ  રાસાયણિક સૂત્ર ધરાવતો રાસાયણિક પદાર્થ છે: પાણીના એક અણુમાં હાઇડ્રોજનના બે પરમાણુ એક ઓક્સિજન પરમાણુ સાથે સહસંયોજક બંધથી જોડાયેલા હોય છે.

પાણી બંધ તાપમાન અને દબાણે સ્વાદહીન, રંગહીન પ્રવાહી હોય છે અને ઓછી માત્રામાં હોય છે ત્યારે રંગહીન દેખાય છે, જો કે તે પોતે એકદમ આછો વાદળી રંગ ધરાવે છે. બરફ પણ રંગહીન દેખાય છે અને પાણીની બાષ્પ વાયુની જેમ અદ્રશ્ય છે.
પાણી પ્રમાણભૂત સ્થિતિમાં સામાન્ય રીતે પ્રવાહી હોય છે. આવર્તન કોષ્ટક (અણુસંખ્યા અનુસાર રાસાયણિક તત્ત્વોની ગોઠવણીની યાદી)માં ઓક્સિજન પરિવારના અન્ય મળતા આવતા (એનાલોગસ) હાઇબ્રિડ્સ સાથેના તેના સંબંધ પરથી તેના ગુણધર્મોની ધારણા કરી શકાતી નથી. એનાલોગસ હાઇબ્રિડ્સ હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ જેવા વાયુઓ છે. વધુમાં આવર્તન કોષ્ટકમાં ઓક્સિજનની આસપાસ આવેલા ઘટકો નાઇટ્રોજન, ફ્લોરિન, ફોસ્ફરસ, સલ્ફર અને ક્લોરિન, પ્રમાણભૂત સ્થિતિમાં હાઇડ્રોજન સાથે જોડાઇને વાયુ બનાવે છે. પાણી પ્રવાહી બનાવે છે તેની પાછળનું કારણ તે છે કે ઓક્સિજન ફ્લોરિન અપવાદને બાદ કરતા આ તમામ ઘટકો કરતા વધુ ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવ છે. ઓક્સિજન હાઇડ્રોજન કરતા વધુ તાકાતથી ઇલેક્ટ્રોનને આકર્ષે છે. જેને પગલે હાઇડ્રોજન પરમાણુ પર ચોખ્ખો ધન ભાર અને ઓક્સિજન પરમાણુ પર ચોખ્ખો ઋણ ભાર પેદા થાય છે. આ પ્રત્યેક પરમાણુ પર વીજ ભારની હાજરી પાણીના પ્રત્યેક પરમાણુને ચોખ્ખુ દ્વિધ્રૂવીય વેગમાન આપે છે. આ દ્વિધ્રૂવીય ગુણધર્મને કારણે પાણીના અણુઓ વચ્ચેનું વિદ્યુતીય આકર્ષણ વ્યક્તિગત અણુને એકબીજાની નજીક ખેંચે છે અને અણુને છુટો પાડવો મુશ્કેલ બનાવે છે અને આમ ઉત્કલન બિંદુ વધારે છે. આ આકર્ષણને હાઇડ્રોજન બંધન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. પાણીના અણુઓ એકબીજાની સાપેક્ષમાં સતત હલનચલન કરતા હોય છે અને હાઇડ્રોજન બંધ 200 ફેમ્ટોસેકન્ડ કરતા પણ વધુ ઝડપથી સતત તુટતાં અને બનતા રહે છે. જો કે આ બંધ આ લેખમાં દર્શાવવામાં આવેલા પાણીના વિશિષ્ટ ગુણધર્મો રચવા પુરતા મજબૂત હોય છે. જે પાણીને જીવનનો એક અભિન્ન અંગ બનાવે છે. પાણીને ધ્રૂવીય પ્રવાહી તરીકે ગણી શકાય. તે અપ્રમાણસર રીતે વિયોજન પામીને હાઇડ્રોનિયમ આયન (aq) અને એક સંયોજિત હાઇડ્રોક્સાઇડ આયન (aq) રચે છે.

2  (l)   (aq) +  (aq)

આ વિયોજન માટે વિયોજન અચળાંકને Kw  તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે અને 25 °C તાપમાને લગભગ 10−14 મૂલ્ય ધરાવે છે. વધુ માહિતી માટે  "પાણી (ડેટા પેજ)" અને "પાણીનું સ્વ આયનીકરણ" જુઓ.

પાણી, બરફ અને બાષ્પ

ઉષ્માધારિતા, બાષ્પીભવન ઉષ્મા અને એકીકરણ
પાણી અત્યાર સુધી જાણમાં આવેલા તમામ પદાર્થોમાં એમોનિયા બાદ બીજા ક્રમે સૌથી વધુ વિશિષ્ટ ઉષ્માધારિતા અને ઉંચી બાષ્પીભવન ઉષ્મા (40.65 kJ·mol−1)ધરાવે છે. પાણીના અણુની વચ્ચે મજબૂત હાઇડ્રોજન બંધનું આ પરીણામ છે. આ બંને અસામાન્ય ગુણને કારણે પાણી તાપમાનમાં થતી મોટી ચઢઉતરને તટસ્થ કરીને પૃથ્વીની આબોહવા નિયંત્રિત કરી શકે છે.

0 °C તાપમાને પાણીની વિશિષ્ટ એકીકરણ એન્થાલ્પી સામાન્ય પદાર્થની 333.55 kJ·kg−1 છે.એમોનિયા ઉંચી એન્થાલ્પી ધરાવે છે. પાણીનો આ ગણુધર્મ ગ્લેસિયર અને ડ્રિફ્ટ આઇસને ઓગળતો અટકાવે છે. યાંત્રિક રેફ્રિજરેશનની શોધ પહેલા ખોરાકને બગડતો અટકાવવા માટે બરફનો ઉપયોગ સામાન્ય હતો (અને અત્યાર પણ છે.)

પાણી અને બરફની ઘનતા

પાણીની ઘનતા તેના તાપમાન પર આધારિત છે પરંતુ આ સંબંધ રેખીય નથી અને મોનોટોનિક પણ નથી (જુઓ જમણી બાજુનું કોષ્ટક). પાણીને જ્યારે ઓરડાના તાપમાનથી ઠંડુ કરવામાં આવે છે ત્યારે પ્રવાહી પાણી અન્ય પદાર્થોની જેમ વધુ ઘન બને છે. પરંતુ લગભગ 4 °C તાપમાને તેની મહત્તમ ઘનતાએ પહોંચે છે. જો તેને વધુ ઠંડું કરવામાં આવે તો તે બંધ સ્થિતિમાં તેની ઘનતા ઘટાડવા માટે પ્રસરણ કરે છે. આ અસાધારણ નકારાત્મક ઉષ્મીય પ્રસરણ મજબૂત, ધ્રૂવીય આધારિત, આંતરઆણ્વિય આંતરપ્રક્રિયાને કારણે થાય છે અને આ ગુણધર્મ પીગળેલી સિલિકામાં પણ જોવા મળે છે.

મોટા ભાગના પદાર્થોનું ઘન સ્વરૂપ પ્રવાહી પ્રાવસ્થા કરતા વધુ ધનતા ધરાવે છે અને માટે જ પ્રવાહીમાં ઘન ચોસલું ડુબી જાય છે. પરંતુ તેનાથી વિપરિત, સામાન્ય બરફનું ચોસલું પ્રવાહી પાણી પર તરે છે કારણકે બરફ પ્રવાહી પાણી કરતા ઓછી  ઘનતા ધરાવે છે. પાણીને થીજવી દેવામાં આવે તો બરફની ઘનતા લગભગ 9 ટકા ઘટે છે. આ માટેનું કારણ આંતરપરમાણ્વિય કંપનનું ઠંડુ થવું છે. જેને પગલે અણુ તેના પડોશી અણુઓ સાથે સતત હાઇડ્રોજન બંધ રચે છે અને બરફ Ih સુધી ઠંડું થતા તે ષટ્કોણ માળખું રચે છે. સ્ફટિકમાં હાઇડ્રોજન બંધ પ્રવાહી કરતા ટૂંકા હોય છે આ લોકિંગ અસર અણુની સરેરાશ સંકલન સંખ્યા ઘટાડે છે કારણકે પ્રવાહી ન્યુક્લિએશન તરફ આગળ વધે છે. થીજવતા પ્રસરણ પામે છે તેવા અન્ય પદાર્થોમાં એન્ટિમોની, બિસ્મથ, ગેલિયમ, જર્મેનિયમ, સિલિકોન, એસિટિક એસિડ, અને અન્ય એવા સંયોજનો કે જે ટેટ્રાહેડ્રલ સંકલન સાથે વધુ જગ્યા ધરાવતું સ્ફટિક જાળી રચે છેનો સમાવેશ થાય છે. 

માત્ર સામાન્ય ષટ્કોણીય બરફ પ્રવાહી કરતા ઓછી ઘનતા ધરાવે છે. વધતાં દબાણે બરફ પ્રવાહી પાણી કરતા ઊંચી ઘનતા સાથે અન્ય એલોટ્રોપિક સ્વરૂપ અને અનેક સંક્રાતિ હાથ ધરે છે. જેમ કે, ઉચ્ચ ઘનતા આકારહીન બરફ (એચડીએ) અને અતિ ઉચ્ચ ઘનતા આકારહીન બરફ (વીએચડીએ).

તાપમાન વધતાં પાણી પણ નોંધપાત્ર રીતે પ્રસરણ પામે છે. પાણી જ્યારે ઉત્કલબિંદુ હાંસલ કરે છે કે ત્યારે તેની ઘનતા તેના મહત્તમ મૂલ્ય કરતા 4 ટકા ઘટે છે.

પ્રમાણભૂત દબાણે બરફનું ગલનબિંદુ 0 °C (32 °F, 273 K) છે. જો કે શુદ્ધ પ્રવાહી પાણીને યાંત્રિકી રીતે વિક્ષેપિત ન કરવામાં આવે તો પ્રવાહી પાણીને થીજવ્યા વગર પણ અધિશિતળ (શૂન્ય ડીગ્રી તાપામનથી નીચે ઠંડુ) કરી શકાય. તે તેના 231 K (−42 °C)ના સમાંગ ન્યુક્લિયસ નિર્માણ બિંદુથી નીચે ફ્લુઇડ અવસ્થામાં રહી શકે છે.. સામાન્ય ષટ્કોણ બરફનું ગલન બિંદુ સહેજ ઉંચા દબાણે ઘટે છે પરંતુ બરફ જેમ ઉપર દર્શાવ્યા મુજબના એલોટ્રોપ્સમાં ફેરવાય છે (જુઓ બરફની સ્ફટિકીય સ્થિતિઓ) તેમ દબાણની સાથે ગલનબિંદુ પણ નોંધપાત્ર પ્રમાણમાં વધે છે અને એ પહોંચે છે. (બરફ VIIનું ત્રિબિંદુ)

સામાન્ય બરફનું ગલનબિંદુ ઘટાડવા માટે દબાણમાં નોંધપાત્ર વધારો કરવો પડે છે. આઇસ સ્કેટર દ્વારા બરફ પર આપવામાં આવેલું દબાણ તેના ગલનબિંદુમાં માત્ર 0.09 °C (0.16 °F)નો ઘટાડો કરે છે.

પાણીના આ ગુણધર્મોની પૃથ્વી પરની જીવપ્રણાલી પર મહત્ત્વની અસરો થાય છે. 4 °C તાપમાનવાળું પાણી હંમેશા તાજા પાણીના તળાવના તળીયે સંચયિત થાય છે, પછી ભલે વાતાવરણનું તાપમાને કઇ પણ હોય. પાણી અને બરફ ઉષ્માના નબળા વાહક (સારા અવાહક) હોવાથી, નોંધપાત્ર પ્રમાણમાં ઊંડા હોય તેવા તળાવ સૂંપૂર્ણપણે થીજી જાય તેવી શક્યતા બહુ ઓછી રહે છે. સિવાય કે મજબૂત પ્રવાહ દ્વારા તેને હલાવવામાં આવે અને ઠંડા અને ગરમ પાણીને મિશ્ર કરવામાં આવે અને ઠંડક વધારવામાં આવે. ગરમ વાતાવરણમાં બરફ તળીયે ડુબી જવાના સ્થાને તરે છે જ્યાં તેઓ અત્યંત ધીમેથી ઓગળે છે. આમ આ ઘટના જલીય જીવનને બચાવે છે.

ક્ષારવાળાપાણી અને બરફની ઘનતા

પાણીની ઘનતાનો આધાર તેમાં ઓગળેલા ક્ષારના પ્રમાણ તેમજ પાણીના તાપમાન પર હોય છે. મહાસાગરમાં બરફ તળીયાથી ઉપર થીજી જવો જોઇએ તેમ છતાં તે સપાટી પર તરે છે. જો કે મહાસાગરનો ક્ષાર થીજબિંદુમાં 2 °Cનો વધારો કરે છે અને મોટા ભાગના પાણીની ઘનતાનું તાપમાન ઘટાડીને થીજબિંદુ સુધી લઇ જાય છે. માટે જ, મહાસાગરમાં, ઠંડા પાણીનું નીચેની તરફનું કન્વેક્શન પાણીના પ્રસરણ દ્વારા અટકાવાતું નથી  કારણકે તે થીજબિંદુ પાસે વધુ ઠંડું બને છે. મહાસાગરનું થીજબિંદુ નજીકનું તાપમાન ધરાવતું ઠંડું પાણી ડુબીને તળીયા તરફ જાય છે. આ કારણસર, આર્કટિક મહાસાગરની જેમ આવા ઠંડા પાણીના તળીયે જીવન ટકાવી રાખવાનો પ્રયાસ કરતા કોઇ પણ પ્રાણી સામાન્ય રીતે એવા પાણીમાં રહે છે કે જ્યાં પાણી શિયાળામાં થીજી ગયેલા તાજા પાણીના તળાવ અને નદીઓના તળીયે રહેલા તાપમાન કરતા 4 °C ઠંડુ હોય.

ખારા પાણીની સપાટી (સામાન્ય ખારાશવાળા દરીયાઇપાણી માટે −1.9 °C, 3.5%) થીજવાનું શરૂ થાય છે ત્યારે જે બરફ બને છે તે ક્ષાર મુક્ત હોય છે અને તેની ઘનતા તાજાપાણીના બરફની ઘનતાને લગભગ સમાન હોય છે. આ બરફ સપાટી પર તરે છે અને જે ક્ષાર થીજી ગયો છે તે આ બરફની નીચે રહેલા દરીયાઇ પાણીની ખારાશ અને ઘનતામાં વધારો કરે છે. આ પ્રક્રિયાના બ્રાઇન રિજેક્શન  કહેવાય છે. આ વધુ ઘનતા ધરાવતું ખારું પાણી ક્નવેક્શનની પ્રક્રિયા મારફતે તળીયા તરફ ડૂબે છે અને તેના સ્થાને આવતું નવું દરીયાઇ પાણી પણ આ જ પ્રક્રિયા અનુસરે છે. આ પ્રક્રિયા −1.9 °C તાપમાને સપાટી પર તાજા પાણીનો બરફ આપે છે. સપાટી પર રચાયેલા બરફની નીચે રહેલા દરીયાઇ પાણીની ઘનતામાં વધારો તે વધુ ખારાશવાળા પાણીને તળીયા તરફ ડૂબવા પ્રેરે છે. બ્રાઇન રિજેક્શન અને ઠંડુ ખારું પાણી તળીયા તરફ ડૂબવાની પ્રક્રિયા મોટા પાયે થવાને કારણે દરીયાઇ પ્રવાહો સર્જાય છે અને આવા પાણીને ધ્રૂવ પ્રદેશોથી દૂર લઇ જાય છે. ગ્લોબલ વોર્મિંગના પરીણામે પૈકીનું એક સંભવિત પરીણામ તે હોઇ શકે છે કે આર્કટિકનો બરફ ઓગળી જતા આવા દરીયાઇ પ્રવાહો નહીં સર્જાય અને તેના આબોહવા પર નજીકના અને દૂરના ભવિષ્યમાં કળી નહીં શકાય તેવા પરીણામો આવશે.

સંમિશ્રણ અને ઘનીકરણ

પાણી ઘણા પ્રવાહીમાં મિશ્ર થઇ શકે છે. દાખલા તરીકે, ઇથેનોલ પાણીના સાથેના તમામ પ્રમાણમાં એક સમાંગ પ્રવાહી બનાવે છે. બીજી બાજુ, પાણી અને મોટા ભાગના તૈલી પદાર્થો અમિશ્ર  છે. સામાન્ય રીતે તૈલી પદાર્થો તેમની ધનતાને આધારે પાણીની ઉપરની સપાટી પર એક અલગ સ્તરની રચના કરે છે. 

વાયુ સ્વરૂપે પાણીની વરાળ હવામાં સંપૂર્ણપણે મિશ્ર છે. બીજી બાજુ, મહત્તમ જળ બાષ્પ દબાણ, જે ચોક્કસ તાપમાને પ્રવાહી અથવા (ઘન) સાથે ઉષ્માગતિની દ્રષ્ટિએ સ્થિર છે તે, કુલ વાતાવરણીય દબાણની તુલનાએ પ્રમાણમાં નીચું છે.
દાખલા તરીકે, જો બાષ્પ આંશિક દબાણ  વાતાવરણના દબાણના 2 ટકા જેટલું હોય અને હવાને 25 °C તાપમાનથી ઠંડી કરવામાં આવે તો, 22 °C તાપમાનની શરૂઆતથી પાણીનું ઘનીકરણ શરૂ થવા માંડશે અને ઝાકળના બિંદુઓ રચાવા માંડશે અને ધુમ્મસ અથવા ઝાકળ રચશે. તેનાથી ઉંધી પ્રક્રિયામાં સવારે ધુમ્મસ ઊડી  જાય છે.
ગરમ પાણીનો ફુવારો કે બાથ ચાલુ કરીને જો કોઇ વ્યક્તિ ઓરડાના તાપમાને આદ્રતા વધારે અને તાપમાન લગભગ સમાન રહે તો, બાષ્પ પ્રાવસ્થા પરિવર્તન માટેના દબાણે પહોંચે છે અને વરાળ સ્વરૂપે ઘનીકરણ પામે છે.
આ સંદર્ભમાં વાયુને સાંદ્ર  અથવા 100% સાપેક્ષ આદ્ર ગણવામાં આવે છે જ્યારે હવામાં પાણીનું બાષ્પ દબાણ (પ્રવાહી) પાણીના બાષ્પ દબાણ સાથે સંતુલનમાં છે. પાણી (અથવા જો પાણીને પુરતું ઠંડું કરવામાં આવે તો બરફ)ને જ્યારે સાંદ્ર હવામાં લાવવામાં આવશે ત્યારે તે બાષ્પીભવન મારફતે દળ ગુમાવવામાં નિષ્ફળ જશે. હવામાં જળ બાષ્પનું પ્રમાણ ઓછું હોવાથી સાપેક્ષ આદ્રતા  ઘણી ઉપયોગી છે. સાપેક્ષ આદ્રતાએ જળ બાષ્પને કારણે આંશિક દબાણ અને સાંદ્ર આંશિક બાષ્પ દબાણ વચ્ચેનો ગુણોત્તર છે.
100% સાપેક્ષ આદ્રતાની ઉપર જળ બાષ્પ દબાણને અધિસાંદ્ર  કહેવામાં આવે છે અને હવાને જો ઝડપથી ઠંડી પાવામાં આવે તો તે થાય છે.

બાષ્પ દબાણ

સંકોચનક્ષમતા
પાણીની સંકોચનક્ષમતા દબાણ અને તાપમાનનું વિધેય છે. 0 °C તાપમાને શૂન્ય દબાણની મર્યાદામાં સંકોચક્ષમતા  હોય છે. શૂન્ય દબાણ મર્યાદામાં સંકોચનક્ષમતા 45 °C તાપામનની આસપાસ ના લઘુત્તમ સુધી પહોંચે છે અને ત્યારબાદ તાપમાન વધવાની સાથે ફરીથી વધે છે. જેમ દબાણ વધે છે તેમ સંકોચનક્ષમતા ઘટે છે. તે 0 °C તાપમાને  અને 100 MPa હોય છે.
પાણીનું બલ્ક મોડ્યુલસ 2.2 GPa છે. બિન વાયુઓ અને ખાસ કરીને પાણીમાં નીચી સંકોચનક્ષમતા ઘણી વાર તે અસંકોચનીય હોવાની ધારણા તરફ દોરી જાય છે. પાણીની નીચી સંકોચનક્ષમતાનો અર્થ છે કે ઊંડા મહાસાગરમાં 4 kmની ઊંડાઇએ પણ, જ્યાં દબાણ 40 MPa હોય છે, પાણીના કદમાં માત્ર 1.8%નો ઘટાડો થાય છે.

ત્રિબિંદુ

ઘન, પ્રવાહી, અને વાયુ પાણી જે તાપમાન અને દબાણએ સંતુલનમાં સહઅસ્તિત્વ ધરાવે છે તેને પાણીનું ત્રિબિંદુ કહે છે. આ પોઇન્ટનો તાપમાનના એકમો (કેલ્વિન, ઉષ્માગતિ તાપામનનું એસઆઇ એકમ અને ડિગ્રી સેલ્સિયસ અને ડિગ્રી ફેહરનહીટ) નક્કી કરવા માટે ઉપયોગ થાય છે.
પરીણામે પાણીનું ત્રિબિંદુ તાપમાન એક માપેલા જથ્થા કરતા વર્ણિત મૂલ્ય વધુ છે.કન્વેન્શનના 273.16 K (0.01 °C) તાપમાને અને 611.73 Pa દબાણે ત્રિબિંદુ આવેલું હોય છે. આ દબાણ ઘણું નીચું હોય છે જે દરીયાની સપાટીએ સામાન્ય બેરોમેટ્રિક દબાણ 101,325 Paના જેટલું હોય છે. મંગળ ગૃહનું વાતાવરણીય સપાટી દબાણ ત્રિબિંદુ દબાણની નજીક છે અને મંગળનું ઝીરો એલિવેશન અથવા દરીયાની સપાટીનું માપ એવી ઉંચાઇ દ્રારા નક્કી કરવામાં આવે છે કે જ્યાં વાતાવરણીય દબાણ પાણીના ત્રિબિંદુના દબાણ જેટલું હોય.

તેને પ્રવાહી પાણી, બરફ I, અને જળ બાષ્પના સંતુલિત મિશ્રણ, પાણીના ત્રિબિંદુ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. તેમ છતાં તે પાણીના પ્રાવસ્થા કોષ્ટકમાં કેટલાક ત્રિબિંદુ પૈકીનું એક છે. ગોટીનજનના ગૌસ્ટવ હીનરીક, જોહન અપોલોન ટેમમેને 20મી સદીની શરૂઆતમાં અન્ય કેટલાક ત્રિબિંદુ્સ શોધ્યા હતા. કેમ્બ અને અન્યોએ 1960ના દાયકામાં વધુ ત્રિબિંદુ વિશે માહિતી આપી હતી.

વિદ્યુતીય ગુણધર્મો

વિદ્યુતીય વાહકતા

એક પણ આયન ન ધરાવતું શુદ્ધ પાણી શ્રેષ્ઠ અવાહક છે. પરંતુ "ડિઆયોનાઇઝ્ડ" પાણી પણ આયનોથી સંપૂર્ણપણે મુક્ત નથી. પાણી પ્રવાહી સ્થિતમાં સ્વયં-આયનીકરણ પ્રક્રિયામાંથી પસાર થાય છે. વધુમાં પાણી એક શ્રેષ્ઠ દ્વાવક હોવાથી તેમાં હંમેશા કોઇને કોઇ દ્વાવ્યની હાજરી હોય જ છે, મોટે ભાગે તો ક્ષાર. જો પાણી આવી અશુદ્ધિની થોડી પણ માત્રા ધરાવે તો તે વિદ્યુતનું સહેલાઇથી વહન કરે છે. કારણકે ક્ષાર જેવી અશુદ્ધિઓ જળીય દ્વાવણમાં વિભાજન પામીને આયનો મુક્ત કરે છે જે વિદ્યુતનું વહન કરી શકે છે.

પાણીની સૈદ્ધાંતિક મહત્તમ વિદ્યુતીય પ્રતિરોધકતા 25 °C તાપમાને લગભગ 182 kΩ·m હોવાનું જણાયું છે. આ આંકડો રિવર્સ ઓસ્મોસિસમાં જોવા મળેલા આંકડા સાથે સુસંગત છે. રિવર્સ ઓસ્મોસિસ સેમિકન્ડક્ટર ઉત્પાદન એકમમાં વપરાતી અલ્ટ્રા ફિલ્ટર્ડ અને ડીઆયોનાઇઝ્ડ અતિશુદ્ધ જળ પ્રણાલી છે. અતિશુદ્ધ પાણીમાં ક્ષાર અથવા એસિડ દુષકનું સ્તર 100 પાર્ટ્સ પર ટ્રિલિયન (પીપીટી)થી પણ સહેજ વધે તો 
તેની પ્રતિકારકતા સ્તરમાં કેટલાક kOhm·m (અથવા સેંકડો નેનોસીમેન્સ પર મિટર)નો નોંધપાત્ર ઘટાડો થવાનું શરૂ થાય છે.

હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇ અથવા કોઇ પણ ક્ષાર જેવા આયનિક પદાર્થને પાણીમાં ઓછી માત્રામાં ઓગાળતા પાણીની નીચી વિદ્યુત વાહકતામાં નોંધપાત્ર વધારો થાય છે. આમ અશુદ્દિ ધરાવતા પાણીમાં વિદ્યુતપ્રવાહથી મોત નિપજવુંનું જોખમ ઊંચું રહે છે. જો કે તે નોંધવું જરૂરી છે કે, પાણીમાં અશુદ્ધિઓને તે સ્તર સુધી વધારવામાં આવે કે જ્યારે પાણીની  વિદ્યુત વાહકતા માનવ શરીરની વાહકતા કરતા વધી જાય તે સમયે વિદ્યુતપ્રવાહથી મોત નિપજવાનું જોખમ ઘટે છે. દાખલા તરીકે, દરીયાના પાણી કરતા શુદ્ધ પાણીમાં વિદ્યુતપ્રવાહથી મોત નિપજવાનું જોખમ વધું હોય છે. કારણકે દરીયાના પાણીમાં અશુદ્ધિ ખાસ કરીને સામાન્ય ક્ષારની માત્ર અત્યંત ઊંચી હોય છે. મુખ્ય પ્રવાહ માર્ગને સારા વાહકની જરૂર પડે છે.

પાણીમાં જોવા મળતી કોઇ પણ વિદ્યુત વાહકતા દ્વવ્ય ક્ષારના આયનો અને તેમાં ઓગળેલા કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું પરીણામ છે. કાર્બન ડાયોક્સાઇ પાણીમાં કાર્બોનેટ આયન રચે છે. પાણીનું સ્વયં આયનીકરણ થાય છે. જેમાં પાણીના બે અણુ એક હાઇડ્રોક્સાઇડ ઋણ આયન અને એક હાઇડ્રોનિયમ ધન આયન રચે છે. જો કે આ આયનીકરણ કોઇ પ્રક્રિયા કરવા કે નુકસાન પહોંચવા જેટલો વિદ્યુત પ્રવાહ નથી ધરાવતું હોતું. શુદ્ધ પાણીમાં સંવેદનશીલ સાધનો 25 °C તાપમાને 0.055 µS/cm જેટલી ઓછી વિદ્યુત વાહકતાને પણ માપે છે. પાણીનું ઓક્સિજન અને હાઇડ્રોજન ગેસમાં વિદ્યુત વિભાજન થઇ શકે છે પરંતુ દ્રાવ્ય આયનોની ગેરહાજરીમાં તે ઘણી ધીમી પ્રક્રિયા હોય છે કારણકે ઘણો ઓછા પ્રવાહનું વહન થાય છે. પાણી (અને ધાતુમાં) મુખ્યત્વે ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા ભાર વહન થતું હોય છે જ્યારે બરફમાં ભાર વહન પ્રોટોન્સ દ્વારા થાય છે. (જુઓ પ્રોટોન વાહક)

વિદ્યુત વિભાજન
પાણીમાંથી વિદ્યુત પ્રવાહ પસાર કરીને પાણીને તેના ઘટકો હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજનમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. આ પ્રક્રિયાને વિદ્યુત વિભાજન કહેવામાં આવે છે. પાણીના અણુનું પ્રાક્રુતિક રીતે  અને માં વિભાજન થાય છે. જે અનુક્રમે કેથોડ અને એનોડ તરફ આકર્ષાય છે. કેથોડ પર બે  આયન ઇલેક્ટ્રોન મેળવે છે અને એક  વાયુ રચે છે. એનોડ પર, ચાર  આયન જોડાય છે અને  વાયુ આણ્વિય પાણી અને ચાર ઇલેક્ટ્રોન મુક્ત કરે છે. વાયુઓ પાણીની સપાટી પર પરપોટા રચે છે અને આ ગેસને એકઠો કરી શકાય છે. 25 °C તાપમાને જળ વિદ્યુતવિભાજન કોષનો પ્રમાણભૂત પોટેન્શિયલ 1.23 V છે.

દ્વિધ્રૂવીય ગુણધર્મો
ધ્રૂવીય પ્રકૃતિ પાણીનું મહત્ત્વનું લક્ષણ છે. પાણીનો અણુ ટોચ પર હાઇડ્રોજન પરમાણુ અને શિરોબિંદુ આગળ ઓક્સિજન પરમાણુ સાથે ખૂણો રચે છે. ઓક્સિજન હાઇડ્રોજન કરતા વધુ વિદ્યુતઋણતા ધરાવતો હોવાથી અણુની ઓક્સિજન પરમાણુ વાળી બાજુ પર આંશિક ઋણ ભાર હોય છે. આવા ભાર તફાવત ધરાવતા પદાર્થને દ્વિધ્રૂવ પદાર્થ કહેવાય છે. ભાર તફાવતને કારણે પાણીનો અણુ એક બીજા પ્રત્યે તેમજ અન્ય ધ્રુવીય અણુ તરફ આકર્ષાય છે. (સાપેક્ષ ધન ક્ષેત્ર સાપેક્ષ ઋણ વિસ્તાર તરફ આકર્ષાય છે.) આ આકર્ષણને કારણે હાઇડ્રોજન બંધ રચાય છે અને દ્વાવક પ્રવૃત્તિ જેવા પાણીના ઘણા ગુણધર્મોની સમજ આપે છે.

હાઇડ્રોજન બંધન

પાણીનો અણુ મહત્તમ ચાર હાઇડ્રોજન બંધ રચી શકે છે કારણકે તે બે હાઇડ્રોજન પરમાણુ સ્વીકારી શકે છે અને બે હાઇડ્રોજન પરમાણુ દાન કરી શકે છે. હાઇડ્રોજન ફ્લોરાઇડ, એમોનિયા, મિથેનોલ જેવા અન્ય અણુ હાઇડ્રોજન બંધ રચે છે પરંતુ તે ઉષ્માગતિ, ગતિશક્તિઅથવા પાણીમાં જેવા મળતા બંધારણીય ગુણધર્મો જેવી વિલક્ષણ વર્તણૂક દર્શાવતા નથી. પાણી અને અન્ય હાઇડ્રોજન બંધ ધરાવતા પ્રવાહીમાં જોવા મળતો તફાવતનો જવાબ તે હકીકતમાં રહેલો છે કે પાણી સિવાય અન્ય કોઇ પણ હાઇડ્રોજન બંધન ધરાવતો અણુ હાઇડ્રોજન દાન કરવાની કે સ્વીકારવાની અક્ષમતા કે અવક્ષેપોમાં સ્ટેરિક અસરને કારણે ચાર હાઇડ્રોજન બંધ રચી શકતો નથી. પાણીમાં ચાર હાઇડ્રોજન બંધને કારણે સ્થાનિક ચતુષ્ફલકીય ક્રમ મુક્ત માળખું રચે છે અને ત્રિપારીમાણિય નેટવર્ક રચાય છે જેને પગલે જ્યારે 4 °Cથી નીચે ઠંડું પાડવામાં આવે છે ત્યારે ઘનતામાં ઘટાડો થાય છે.

હાઇડ્રોજન બંધન પાણીની અંદર રહેલા સહસંયોજક બંધની તુલનાએ નબળું આકર્ષણ ધરાવતા હોવા છતાં તે પાણીના અનેક ભૌતિક ગુણધર્મો માટે જવાબદાર છે. આવો એક ગુણધર્મ તેનું પ્રમાણમાં ઊંચું ગલન અને ઉત્કલન બિંદુ તાપમાન છે. અણુ વચ્ચેના હાઇડ્રોજન બંધ તોડવા માટે વધુ શક્તિની જરૂર પડે છે. નબળું હાઇડ્રોજન બંધન ધરાવતું આવું જ સંયોજન હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ પાણી કરતા બમણું પરમાણુ ભાર ધરાવતું હોવા છતાં ઓરડાના તાપમાને વાયુ સ્વરૂપ ધરાવે છે. પાણીના અણુઓ વચ્ચેના વધારાનું બંધન પણ પ્રવાહી પાણીને મોટી વિશિષ્ટ ઉષ્માધારિતા આપે છે. આ ઉંચી ઉષ્માધારિતા પાણીને સારું ઉષ્માસંગ્રહ માધ્યમ (શીતક) અને ઉષ્માઆવરક બનાવે છે.

પારદર્શિતા
પાણી દ્રશ્ય પ્રકાશ, પારજાંબલી પ્રકાશની નજીક, દૂરના રાતા પ્રકાશ ઇન્ફ્રારેડ પ્રકાશ અને માઇક્રોવેવ્સની સાપેક્ષમાં પારદર્શક છે. મોટા ભાગના પ્રકાશગ્રાહકો અને પ્રકાશસંશ્લેષક કણ પાણીમાંથી સારી રીતે પસાર થતા પ્રકાશ વર્ણપટ્ટના કેટલાક હિસ્સાનો ઉપયોગ કરે છે. માઇક્રોવેવ ઓવન ખોરાકમાં રહેલા પાણીને ગરમ કરવા માટે પાણીની પારદર્શિતાનો માઇક્રોવેવ વિકિરણ માટે ઉપયોગ કરે છે. દ્રશ્ય વર્ણપટ્ટના રાતા છેડા બાજુ શોષણ કરવાની ઘણી નબળી ક્ષમતાને કારણે પાણી વાદળી જાંયવાળુ દેખાય છે. (જૂઓ પાણીના રંગ)

સંલગ્નતા

પાણી પોતાની જાતેને ચોંટેલું રહે છે (કોહેઝન) કારણકે તે ધ્રૂવીય છે.
પાણી તેની ધ્રૂવીય પ્રકૃતિને કારણે ઉંચા સંલગ્નતા ગુણધર્મો પણ ધરાવે છે. એકદમ સ્વચ્છ/લીસા ગ્લાસ પર પાણી પાતળું આવરણ રહી શકે છે કારણકે ગ્લાસ અને પાણીના અણુ વચ્ચેનું પરમાણ્વિય બળ (સંલગ્ન બળ) કોહેઝિવ બળ કરતા વધુ છે.
જીવવૈજ્ઞાનિક કોશિકા અને અંગોમાં પાણી પટલ અને પ્રોટીન સપાટી સાથે સંપર્કમાં હોય છે જેઓ હાઇડ્રોલિથિક હોય છે. માટે આવી સપાટી પાણી માટે મજબૂત આકર્ષણ ધરાવતી હોય છે. ઇર્વિન લેન્ગમુરને હાઇડ્રોફિલિક સપાટીઓ વચ્ચે મજબૂત અપાકર્ણષણ બળ જણાયું હતું. હાઇડ્રોફિલિક સપાટીને ડીહાઇડ્રેટ કરવા માટે એટલે કે હાઇડ્રેશનનું દ્રઢપણે રાખવામાં આવેલું પાણીનું આવરણ દૂર કરવા માટે હાઇડ્રેશન બળ તરીકે ઓળખાતા આ બળ સામે નોંધપાત્ર કાર્ય કરવું પડે છે. આ બળ ઘણા મોટા હોય છે પરંતુ નેનોમિટર અથવા તેનાથી પણ ઓછામાં ઝડપથી ઘટે છે. તે જીવવિજ્ઞાનમાં અત્યંત ઉપયોગી છે, ખાસ કરીને જ્યારે કોશિકા સૂકા વાતાવરણના સંપર્કમાં આવીને અથવા એક્સ્ટ્રાસેલ્યુલર ફ્રીઝિંગને કારણે પાણી ગુમાવે છે.

પૃષ્ઠતાણ

પાણીના અણુ વચ્ચે મજબૂત કોહેઝનને કારણે મોટા ભાગના અધાતુ પ્રવાહીઓ ઊંચું પૃષ્ઠતાણ ધરાવે છે. પાણી ઓરડાના તાપમાને 72.8 mN/mનું ઊંચું પૃષ્ઠતાણ ધરાવે છે. શોષણ મુક્ત (અશોષક) સપાટી, જેમ કે પોલિથિલિન અથવા ટેફલોન, પર જ્યારે પાણીને ઓછી માત્રામાં મૂકવામાં આવે છે ત્યારે પાણી એક ટીપા તરીકે ભેગું રહે છે. જેવી રીતે સપાટી વિક્ષેપમાં ફસાયેલો વાયુ  પરપોટો રચે છે, આ પરપોટો ઘણી વખત એટલો વાયુ પરમાણુને પાણીમાં ટ્રાન્સફર કરવા જેટલો લાંબો ટકે છે.

પૃષ્ઠતાણની અન્ય અસર કેશિકા તરંગ છે. તે પાણીની સપાટી પર પાણીનું ટીપું પડવાથી પેદા થતા વમણોની સપાટી છે અને ઘણીવાર મજબૂત પેટાસપાટી પ્રવાહ સાથે રચાય છે. પૃષ્ઠતાણને કારણે પેદા થતી દેખીતી સ્થિતિસ્થાપકતા તરંગને આગળ ધપાવે છે.

કેશાકર્ષણ

સંલગ્ન બળો અને પૃષ્ઠતાણની આંતરિક પ્રક્રિયાને કારણે પાણી કેશાકર્ષણ દર્શાવે છે જેમાં પાણી ગુરુત્વાકર્ષણ બળની વિરુદ્ધમાં પાતળી નળીઓમાં ઉપર ચઢે છે. પાણી નળીની અંદરની દિવાલને ચોંટી રહે છે અને પૃષ્ઠતાણ સપાટીને સીધી બનાવે છે જેને પગલે સપાટી ઉંચી જાય છે અને કોહેઝન મારફતે વધુ પાણી ખેંચાય છે. આ પ્રક્રિયા ચાલુ રહે છે કારણકે પાણી નળીમાં ત્યાં સુધી વહે છે જ્યાં સુધી ગુરુત્વાકર્ષણ બળ એડહેસિવ બળને સંતુલિત ના કરે.

પૃષ્ઠતાણ અને કેશાકર્ષણ જીવવિજ્ઞાનમાં મહત્ત્વના પરિબળો છે. દાખલા તરીકે, જ્યારે છોડમાં પાણી ઝાયલેમ મારફતે ઉપરની તરફ જાય છે ત્યારે મજબૂત આંતરપરમાણ્વિય આકર્ષણો (કોહેઝન) પાણીની કલમોને એક સાથે રાખે છે અને એડહેસિવ ગુણધર્મો પાણીને ઝાયલેમ સાથે ચોંટાડેલું રાખે છે અને ટ્રાન્સપાઇરેશન પુલને કારણે પેદા થયેલું તણાવ અટકાવે છે.

પાણી એક દ્વાવક તરીકે
 પાણી તેની ધ્રૂવીયતાને કારણે એક સારું દ્રાવક છે. જે પદાર્થો પાણીમાં સારી રીતે ભળી જાય છે અને ઓગળી જાય છે (ક્ષારની જેમ) તેમને હાઇડ્રોફિલિક ("જળપ્રેમી") પદાર્થો કહેવાય છે. જ્યારે જે પદાર્થો પાણી સાથે ભળતા નથી (દા.ત. ચરબી અને તેલ) તેઓ હાઇડ્રોફોબિક ("પાણીથી ડરતા") પદાર્થો કહેવામાં આવે છે. પદાર્થની પાણીમાં ઓગળવાની ક્ષમતા, જે તે પદાર્થ પાણીના અણુ અન્ય પાણીના અણુ સાથે જે મજબૂત આકર્ષણ બળ ધરાવે છે તેના જેટલું કે તેના કરતા વધુ આકર્ષણ બળ ધરાવે છે કે કેમ તેના આધારે નક્કી થાય છે. જો પદાર્થ આ મજબૂત આંતરપરમાણ્વિય બળને તોડી શકે તેવા ગુણધર્મો ના ધરાવતો હોય તો આ પદાર્થના અણુ પાણીમાંથી "બહાર ફેંકાઇ જાય" છે અને તેમાં ઓગળતા નથી. સામાન્ય ધારણાથી વિપરિત, પાણી અને હાઇડ્રોફોબિક પદાર્થો "અપાકર્ષણ" ધરાવતા નથી અને હાઇડ્રોફોબિક સપાટી ઇન્ટ્રોટોપિકલી નહીં પરંતુ એનર્જેટિકલી સાનુકૂળ છે.

જ્યારે આયનિક કે ધ્રૂવીય સંયોજન પાણીમાં પ્રવેશે છે ત્યારે તે પાણીના અણુ દ્વારા ઘેરાય છે (હાઇડ્રેશન). પાણીના અણુના સાપેક્ષ નાના કદને કારણે પાણીના ઘણા અણુઓ દ્રાવ્યના એક અણુની આસપાસ ગોઠવાઇ શકે છે. પાણીનો આંશિક ઋણ દ્વિધ્રૂવ છેડા દ્વાવ્યના ધન ભાર ધરાવતા ઘટકો તરફ આકર્ષાય છે અને તેવી જ રીતે ધન દ્વિધ્રૂવ છેડા માટે થાય છે.

સામાન્ય રીતે, એસિડ, આલ્કોહોલ અને ક્ષાર જેવા આયનિક અને ધ્રૂવીય પદાર્થો પાણીમાં સાપેક્ષ દ્વાવ્ય હોય છે અને ચરબી અને તેલ જેવા બિન ધ્રૂવીય પદાર્થો અદ્વાવ્ય હોય છે. બિનધ્રૂવીય અણુઓ પાણીમાં એક સાથે રહે છે કારણકે તે પાણીના અણુ અને હાઇડ્રોજન બંધનું એકબીજા વચ્ચેનું આકર્ષણ બિનધ્રૂવીય અણુ સાથે વાન ડર વાલ પ્રક્રિયામાં સામેલ થવા કરતા શક્તિની દ્રષ્ટિએ વધુ સાનુકૂળ છે.

રાંધવામાં વપરાતું મીઠું, સોડિયમ ક્લોરાઇડ, (NaCl) આયનિક દ્વાવ્યનું ઉદાહરણ છે. સોડિયમ ક્લોરાઇડનો એક અણુ ધન આયન અને ઋણ આયનમાં વિભાજિત થાય છે અને પ્રત્યેક આયન પાણીના અણુ દ્વારા ઘેરાયેલો હોય છે. દ્રાવણમાં આ આયનો બાદમાં તેમની સ્ફટિકીય જાળીથી સરળતાથી દૂર જઇ શકે છે. રાંધવામાં વપરાતું મીઠું બિનઆયનિક દ્વાવ્યનું ઉદાહરણ છે. પાણીના દ્વિધ્રૂવ ખાંડના અણુના ધ્રૂવીય ક્ષેત્ર (OH જૂથ) સાથે હાઇડ્રોજન બંધ રચે છે અને તેને દ્રાવણમાં દૂર લઇ જવાની છૂટ આપે છે.

એસિડ-બેઝ પ્રક્રિયામાં પાણી
રાસાયણિક દ્રષ્ટિએ પાણી એમ્ફોટેરિક છેઃ તે રાસાયણિક પ્રક્રિયામાં એસિડ અથવા બેઝ તરીકે વર્તી શકે છે. બ્રોન્સ્ટેડ-લોરીની વ્યાખ્યા મુજબ, રાસાયણિક પ્રક્રિયામાં જે પદાર્થ પ્રોટોન (આયન)નું દાન કરે છે તેને એસિડ કહેવાય છે અને અને જે પ્રોટોન સ્વીકારે છે તેને બેઝ કહેવાય છે. મજબૂત એસિડ સાથેની પ્રક્રિયામાં પાણી બેઝ તરીકે વર્તે છે અને અને મજબૂત બેઝ સાથેની પ્રક્રિયામાં તે પાણી તરીકે વર્તે છે. દાખલા તરીકે, જ્યારે હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ રચાય છે ત્યારે પાણી HCl પાસેથી આયન મેળવે છે.

HCl (એસિડ) +  (બેઝ)   + 

એમોનિયા સાથેની પ્રક્રિયામાં પાણી આયન દાન કરે છે અને આમ એસિડ તરીકે વર્તે છે.

 (બેઝ) +  (એસિડ)   + 

પાણીમાં ઓક્સિજન પરમાણુ બે સ્વતંત્ર જોડી ધરાવતો હોવાથી પાણી ઘણીવાર લૂઇઝ એસિડ સાથેની પ્રક્રિયામાં લૂઇઝ બેઝ અથવા ઇલેક્ટ્રોન જોડીદાતા તરીકે વર્તે છે અને ઇલેક્ટ્રોન જોડીદાતા અને પાણીના હાઇડ્રોજન પરમાણુ સાથે હાઇડ્રોજન બંધ રચે છે. એચએસએબી સિદ્ધાંત પાણીને નબળા સખત એસિડ અને નબળા સખત બેઝ તરીકે ગણાવે છે. એટલે કે તે અન્ય પદાર્થો સાથે અગ્રતા મુજબ પ્રક્રિયા કરે છે.

 (લૂઇઝ એસિડ) +  (લૂઇઝ બેઝ) → 

 (લૂઇઝ એસિડ) +  (લૂઇઝ બેઝ) → 

 (લૂઇઝ બેઝ) +  (લૂઇઝ એસિડ) → 

જ્યારે નબળા એસિડ કે નબળા બેઝનો ક્ષાર પાણીમાં ઓગાળવામાં આવે છે ત્યારે પાણી ક્ષારનું આંશિક જલીકરણ કરી શકે છે અને સંલગ્ન બેઝ અથવા એસિડ પેદા કરે છે. જે સાબુ અને રાંધવાના સોડાના જલીય દ્વાવણોને તેમનો મૂળ pH આપે છે.

 +   NaOH +

લાઇગન્ડ રસાયણશાસ્ત્ર
સંક્રાંતિ ધાતુ સંકિર્ણમાં પાણીની લૂઇઝ બેઝની પ્રકૃતિ તેને સામાન્ય લાઇગન્ડ બનાવે છે. તેના ઉદાહરણોમાં  જેવા દ્વાવ્ય થયેલા આયનોથી માંડીને પરહેનિક એસિડ,જે રિનીયમ પરમાણુ સાથે સંકળાયેલા પાણીના બે અણુ ધરાવે છે અને  જેવા વિવિધ ધન હાઇડ્રેટ્સનો સમાવેશ થાય છે. પાણી સામાન્ય રીતે મોનોડેન્ટેટ લાઇગન્ડ છે અને તે કેન્દ્રીય પરમાણુ સાથે માત્ર એકજ બંધ રચી શકે છે.

કાર્બિનક રસાયણશાસ્ત્ર
એક સખત બેઝ તરીકે પાણી કાર્બનિક કાર્બોકેશન સાથે સરળતાથી પ્રક્રિયા કરે છે. દાખલા તરીકે હાઇડ્રેશન પ્રક્રિયામાં કાર્બન-કાર્બન ડલબ બંધથી એકબીજા સાથે જોડાયેલા બે કાર્બન પરમાણુમાં હાઇડ્રોક્સાઇલ ગ્રૂપ  અને એક એસિડિક પ્રોટોનનો ઉમેરો થાય છે અને આલ્કોહોલ રચાય છે. જ્યારે કાર્બનિક અણુમાં પાણીનો ઉમેરો અણુને બે ભાગમાં વિભાજિત કરે છે તેને જલવિચ્છેદન થયું એમ કહેવાય. જલવિચ્છેદનના જાણીતા ઉદાહરણોમાં ચરબીના સેપોનિફિકેશન અને પ્રોટીન અને પોલિસેકેરાઇડ્સના પાચનનો સમાવેશ થાય છે. પાણી SN2 વિસ્થાપન અને E2 એલિમિનેશન પ્રક્રિયામાં લીવિંગ ગ્રૂપ હોઇ શકે છે. બાદમાં એલિમિનેશન પ્રક્રિયા ડિહાઇડ્રેશન (નિર્જલીકરણ)પ્રક્રિયા તરીકે ઓળખાય છે.

એસિડિક પ્રકૃતિ
શુદ્ધ પાણીમાં હાઇડ્રોક્સાઇડ આયનની સાંદ્રતા હાઇડ્રોનિયમ  અથવા હાઇડ્રોજન આયનની સાંદ્રતા જેટલી હોય છે. જે શુદ્ધ પાણીને 298 K. તાપમાને 7ની pH આપે છે. સામાન્ય રીતે શુદ્ધ પાણીનુ ઉત્પાદન કરવું ઘણું મુશ્કેલ છે. પાણીને લાંબા સમય સુધી હવાના સંપર્કમાં લવાતા કાર્બન ડાયોક્સાઇડ તેમાં ઓગળે છે અને 5.7ની pH મર્યાદાવાળું કાર્બોનિક એસિડનું મંદ દ્રાવણ બનાવે છે. વાતાવરણમાં જેમ વાદળના બિંદુ રચાય છે અને જેમ વરસાદના ટીપા હવામાંથી પડે છે તેમ ની થોડી માત્રા પાણીમાં શોષાય છે અને આમ મોટા ભાગનો વરસાદ સહેજ એસિડિક હોય છે. જો હવામાં નાઇટ્રોજન અને સલ્ફર ઓક્સાઇડનું પ્રમાણ ઉંચું હોય તો તે પણ વાદળમાં ઓગળશે અને વરસાદના ટીપાં એસિડ વરસાદ પેદા કરશે.

રેડોક્સ પ્રક્રિયામાં પાણી
પાણી ઓક્સિડેશન સ્થિતિ +1માં હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિડેશન સ્થિતિ −2માં ઓક્સિજન ધરાવે છે. તેના કારણે પાણી /ના પોટેન્શિયલ કરતા ઓછો રિડક્શન પોટેન્શિયલ ધરાવતા રસાયણો, જેમ કે, હાઇડ્રાઇડ, આલ્કલી અને આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુઓ (બેરિલિયમ સિવાય) વગેરેનું ઓક્સિડેશન કરે છે. એલ્યુમિનિયમ જેવી અન્ય કેટલીક સક્રિય ધાતુઓનું પણ પાણી દ્વારા ઓક્સિડેશન થાય છે પરંતુ તેમના ઓક્સાઇડ દ્વાવ્ય નથી અને પેસિવેશનને કારણે પ્રક્રિયા અટકી જાય છે. જો કે નોંધનીય છે કે લોખંડને કાટ લાખવાની પ્રક્રિયા પાણીમાં ઓગળેલા લોખંડ અને ઓક્સિજન વચ્ચેની પ્રક્રિયા છે, નહી કે, લોખંડ અને પાણી વચ્ચેની.

2 Na + 2  → 2 NaOH + 

પાણીનું તેની જાતે પણ ઓક્સિડેશન કરીને ઓક્સિજન વાયુ ઉત્પન્ન કરી શકાય છે પરંતુ ઓક્સિડન્ટનો રિડક્શન પોટેન્શિયલ ના પોટેન્શિયલ કરતા વધુ હોય તો પણ બહુ જ ઓછા ઓક્સિડન્ટ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરે છે. અલબત્ત આવી તમામ પ્રક્રિયામાં ઉદ્વીપકની જરૂર પડે છે.

4  + 2  → 4 AgF + 4 HF +

ભૂરસાયણશાસ્ત્ર
પાણીની ખડકો પર વર્ષોની પ્રક્રિયાને પગલે વેધરિંગ અને જળ ધોવણની પ્રક્રિયા થાય છે. આ ભૌતિક પ્રક્રિયા ઘન ખડકો અને દ્વવ્યોને જમીન, કાંપમાં ફેરવે છે પરંતુ કેટલીક પરિસ્થિતિઓમાં પાણી સાથે રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ પણ થાય છે અને મેટાસોમેટિઝમ અને મિનરલ હાઇડ્રેશન થાય છે જે ખડકોના રાસાયણિક પરિવર્તનો પ્રકાર છે અને પ્રકૃતિમાં માટીના દ્રવ્યો પેદા કરે છે અને પોર્ટલેન્ડ સિમેન્ટને જ્યારે સખત કરવામાં આવે છે ત્યારે પણ બને છે.

જળ બરફ તેની વધુ જગ્યા ધરાવતી સ્ફટિક જાળીમાં વિવિધ પ્રકારના નાના અણુનો સમાવીને ક્લેથરેટ હાઇડ્રેટ્સ તરીકે ઓળખાતા ક્લેથરેટ સંયોજન બનાવી શકે છે. તેનું સૌથી જાણીતું ઉદાહરણમિથેન ક્લેથરેટ, 4 છે જે મહાસાગરના તળીયે મોટા જથ્થામાં કુદરતી રીતે જોવા મળે છે.

ભારે પાણી અને આઇસોટોપોલોગસ
હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજન બંનેના આઇસોટોપ અસ્તિત્વ ધરાવે છે જે પાણીના કેટલાક જાણીતા આઇસોટોપોલોગ આપે છે.

ત્રણ આઇસોટોપમાં હાઇડ્રોજન કુદરતી રીતે બને છે. પાણીમાં હાઇડ્રોજનનો 99.98% હિસ્સો રચતો સર્વસામાન્ય આઇસોટોપ (1H) તેના ન્યુક્લિયસમાં માત્ર એક જ પ્રોટોન ધરાવે છે. બીજો સ્થિર આઇસોટોપ ડ્યુટેરિયમ (જેનું રાસાયણિક ચિહ્ન D  અથવા 2H છે), એક વધારાનો ન્યૂટ્રોન ધરાવે છે. ડ્યુટેરિયમ ઓક્સાઇડ, તેની વધુ ઘનતાને કારણે ભારે પાણી તરીકે ઓળખાય છે. તેનો ન્યુક્લિયર રિએક્ટરમાં ન્યૂટ્રોન મોડરેટર તરીકે ઉપયોગ થાય છે. ત્રીજો આઇસોટોપ, ટ્રિટિયમ, એક પ્રોટોન અને 2 ન્યૂટ્રોન ધરાવે છે અને કિરણોત્સર્ગી પદાર્થ છે, જે 4500 દિવસના અડધા જીવનમાં ક્ષય પામે છે.  પ્રકૃતિમાં બહુ જ ઓછી માત્રામાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. તે સામાન્ય રીતે વાતાવરણમાં વૈશ્ચિક કિરણ પ્રેરિત ન્યુક્લિયર પ્રક્રિયા મારફેત બને છે. એક ડ્યુટેરિયમ પરમાણુ  સાથેનું પાણી સામાન્ય પાણીમાં ઓછી સાંદ્રતા (~0.03%) અને માં પ્રાકૃતિક રીતે બને છે અને તે 0.000003%ની ઓછી માત્રા ધરાવે છે.

 અને  વચ્ચેના સૌથી નોંધનીય ભૌતિક તફાવત, વિશિષ્ટ દળમાં સરળ તફાવત સિવાયના ગુણધર્મોમાં હાઇડ્રોજન બંધન દ્વારા અસર પામતા થીજબિંદુ અને ઉત્કલન બિંદુ તેમજ અન્ય ગતિ અસરો જેવા ગુણધર્મોનો સમાવેશ થાય છે. ઉત્કલન બિંદુઓમાં તફાવતને કારણે આઇસોટોપોલોગ્સ છૂટા પડી શકે છે.

શુદ્ધ આઇસોલેટેડ નો વપરાશ જૈવરસાયણિક પ્રક્રિયાને અસર કરી શકે છે. તેને મોટી માત્રમાં લેવાથી મૂત્રપિંડ તેમજ કેન્દ્રીય ચેતાતંત્રની કામગીરીને અસર થઇ શકે છે. તેનો કોઇ પણ પ્રકારની આડઅસર સિવાય ઓછી માત્રમાં ઉપયોગ કરી શકાય છે અને કોઇ મોટી વિષતા દેખીતી રીતે જણાય તે માટે ભારે પાણીનો મોટી માત્રામાં વપરાશ કરવો પડે છે.

ઓક્સિજન પણ ત્રણ સ્થિર આઇસોટોપ ધરાવે છે અને તે પાણીમાં વિવિધ પ્રમાણમાં હાજર હોય છે.  99.76% પ્રમાણમાં,  0.04% પ્રમાણમાં, અને  0.2% પ્રમાણમાં હાજર હોય છે.

ઇતિહાસ
પાણીનું વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજનમાં સૌપ્રથમ વિભાજન અંગ્રેજ રસાયણશાસ્ત્રી વિલિયમ નિકોલ્સન દ્વારા વર્ષ 1800માં કરવામાં આવ્યું હતું. 1805માં, જોસેફ લુઇસ ગે-લ્યુસેક અને એલેક્ઝાન્ડર વોન હમ્બોલ્ટએ દર્શાવ્યું હતું કે પાણી બે ભાગ હાઇડ્રોજન અને એક ભાગ ઓક્સિજનનું બનેલું છે.

ગિલબર્ટ ન્યૂટન લેવિસએ 1933માં શુદ્ધ ભારે પાણીનો સૌ પ્રથમ નમૂનો છૂટો પાડ્યો હતો.

વિવિધ તાપમાન માપનો નક્કી કરવા માટે પાણીના ગુણધર્મોનો ઐતિહાસિક રીતે ઉપયોગ થતો આવ્યો છે. જેમાં કેલ્વિન, સેલ્સિયસ, રેન્કિન, અને ફેરનહીટનો સમાવેશ થાય છે. અત્યારના માપનમાં પાણીના થીજબિંદુ અને ઉત્કલન બિંદુ નકકી કરવા માટે ઉપયોગ થાય છે. બહુ ઓછા ઉપયોગમાં લેવાતા ડેલિસલ, ન્યૂટન, રેમર અને રોમર પણ આવી જ રીતે નક્કી કરવામાં આવ્યા હતા. પાણીનું ત્રિબિંદુ આજે બહુ જ વ્યાપક રીતે વપરાતું પ્રમાણભૂત બિંદુ છે.

પદ્ધતિસરનું નામકરણ
પાણીના આઇયુપીએસી (IUPAC) દ્વારા સ્વીકારાયેલા નામમાં ઓક્સિડેન  અથવા  પાણી , અથવા વિવિધ ભાષામાં તેને સમકક્ષ અન્ય નામનો સમાવેશ થાય છે. જો કે અન્ય પણ પદ્ધતિસરના નામ છે કે જેનો પાણીના અણુનો ઉલ્લેખ કરવા માટે ઉપયોગ કરી શકાય છે.

પાણીની સૌથી સરળ પદ્ધતિસરનું નામ હાઇડ્રોજન ઓક્સાઇડ  છે. તે હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ, હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ, અને ડ્યુટેરિયમ ઓક્સાઇડ (ભારે પાણી) જેવા સંબંધિત સંયોજનોને સમાન છે. અન્ય પદ્ધતિસરનું નામ, ઓક્સિડેન , આઇયુપીએસી દ્વારા ઓક્સિજન આધારિત વિસ્થાપન જૂથના પિતૃ નામ તરીકે સ્વીકારાયું છે. તેમ છતાં ભલામણ કરી શકાય તેવા અન્ય નામો છે. દાખલા તરીકે, –OH ગ્રૂપ માટે એક્સિડેનાઇલ ના માટે હાઇડ્રોક્સાઇલની ભલામણ કરાઇ છે. ઓક્સેન નામ આ ઉદેશ માટે અયોગ્ય હોવાનો આઇયુપીએસીએ સ્પષ્ટ ઉલ્લેખ કર્યો છે કારણકે તે ચક્રીય ઇથરનું નામ છે અને તે ટેટ્રાહાઇડ્રોપાયરેન તરીકે પણ ઓળખાય છે.

પાણીના અણુનું ધ્રૂવીભવન થયેલા સ્વરૂપ, H+OH−ને પણ આઇયુપીએસી નામકરણ દ્વારા હાઇડ્રોન હાઇડ્રોક્સાઇડ કહેવાય છે.

ડાઇહાઇડ્રોજન મોનોક્સાઇડ  (DHMO) પાણી માટે ભાગ્યે જ વપરાતું નામ છે. આ શબ્દનો વિવિધ હોક્સમાં ઉપયોગ થયો છે જે આ "ઘાતક રસાયણ" પર પ્રતિબંધની માગં કરે છે જેમ કે ડાઇહાઇડ્રોજન મોનોક્સાઇડ હોક્સમાં. પાણીના અન્ય પદ્ધતિસરના નામમાં હાઇડ્રોક્સિક એસિડ , હાઇડ્રોક્સિલિક એસિડ , અને હાઇડ્રોજન હાઇડ્રોક્સાઇ નો સમાવેશ થાય છે. પાણીના એસિડિક અને બેઝિક બંને નામ અસ્તિત્વ ધરાવે છે કારણકે તે એમ્ફોટેરિક છે (જે એસિડ અને બેઝિક બંને પર પ્રતિક્રિયા આપે છે). આ નામ ટકનિકી દ્રષ્ટિએ ખોટા નથી પરંતુ તેમનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થતો નથી.

સંદર્ભો

બાહ્ય કડીઓ
પાણી અને વરાળના ઉષ્માગતિક ગુણધર્મો માટે આઇએપીડબલ્યુએસ ઇન્ડસ્ટ્રીયલ ફોર્મ્યુલેશન 1997 પ્રકાશન (ઝડપી ગણતરી ઝડપ)
સમાન્ય અને વૈજ્ઞાનિક ઉપયોગ માટે સામાન્ય પાણી પદાર્થના ઉષ્માગતિક ગુણધર્મો માટે આઇએપીડબલ્યુએસ ઇન્ડસ્ટ્રીયલ ફોર્મ્યુલેશન 1995 પ્રકાશન   (સરળ ફોર્મ્યુલેશન)
સિગ્મા Xi ધ સાયન્ટિફિક રિસર્ચ સોસાયટી, , યર ઓફ વોટર 2008 
સ્ટોકહોમ ઇન્ટરનેશનલ વોટર ઇન્સ્ટિટ્યુટ (એસઆઇડબલ્યુઆઇ) (SIWI)

પાણીના બાષ્પ દબાણ, પ્રવાહી ઘનતા, ગતિ પ્રવાહી સ્નિગ્ધતા, પૃષ્ઠતાણની ગણતરી

પાણીના સ્વરૂપો
હાઇડ્રાઇડ
હાઇડ્રોજન સંયોજનો
હાઇડ્રોક્સાઇડ્સ
ઓક્સાઇડ્સ
અકાર્બનિક દ્રાવક
જળ રસાયણશાસ્ત્ર
ન્યૂટ્રોન મોડરેટર