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Wasser ist einer der wichtigsten Stoffe auf der Erde. Es dient nicht nur als Nahrungs- und Transportmittel, sondern ist ein bedeutender Reaktionspartner und verbreitet genutztes Lösungsmittel in der Chemie, Biologie und der Technik. Die außergewöhnlichen Eigenschaften des Wassers lassen sich mit seinen Bindungs- und Strukturverhältnissen erklären. Auf welche Weise Wasser mit anderen Partnern reagiert, hängt jedoch hauptsächlich von den Bindungseigenschaften des jeweiligen Stoffs ab. Man unterscheidet folgende Reaktionen:

1. Hydratation,
2. Protolyse,
3. Hydrolyse,
4. Redoxreaktionen mit Wasser,
5. Komplexbildung,
6. Hydratisierung.

Die frühe Entwicklung des Lebens auf der Erde fand im Wasser statt. Es ist auch heute Lebensraum für viele Organismen.

Alle chemischen Reaktionen in Lebewesen laufen im wässrigen Milieu ab. Wasser ist Reaktionsraum.
Wasser ist ein wichtiges polares Lösungsmittel und dient für viele Stoffe als Transportmittel.

Bei vielen biochemischen Reaktionen ist Wasser ein wesentlicher Ausgangsstoff (z. B. bei der Fotosynthese). Diese Funktionen kann Wasser nur aufgrund seiner besonderen Eigenschaften erfüllen. Diese wiederum haben ihre Ursache im Bau der Wassermoleküle und den daraus resultierenden Kräften, die zwischen den Molekülen wirken.

Alkane bestehen nur aus den zwei Elementen Kohlenstoff und Wasserstoff. In ihren Molekülen bilden die Außenelektronen (Valenzelektronen) aller Kohlenstoffatome mit dem Außenelektron eines Wasserstoffatoms oder eines anderen Kohlenstoffatoms ein gemeinsames Elektronenpaar. Trotz der relativ einfachen Struktur gibt es unzählige verschiedene von ihnen. Einige sind gasförmig, andere sind flüssig, dickflüssig oder wachsartig bis fest. Sie bilden kürzere oder längere, weitverzweigte aber ebenso auch unverzweigte Ketten aus. In der Natur kommen sie neben einigen anderen Kohlenwasserstoffen im Erdöl und im Erdgas vor, man kann sie aber auch gezielt herstellen.

In der Biologie spielt das Element Kohlenstoff eine herausragende Rolle. Von besonderer Bedeutung ist dabei, dass Kohlenstoffatome vier Außenelektronen aufweisen. Der Bau des Kohlenstoffatoms erlaubt Bindungen mit vielen anderen Atomen. Von großer Relevanz sind in der Organik Atombindungen und zwischenmolekulare Kräfte.