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As propriedades da água foram historicamente usadas para definir várias [[Temperatura#Unidades de temperatura|escalas de temperatura]]. Notavelmente, as escalas [[Kelvin]], [[Celsius]] e [[Fahrenheit]] foram, e ainda são, definidas pelos pontos de fusão e ebulição da água. As escalas menos comuns de [[Delisle]], de [[Newton]], de [[Réamur]] e de [[Rømer]] foram definidas de maneira semelhante. O [[ponto triplo]] da água é ponto padrão usado mais comumente nos dias atuais.<ref>{{cite web|url=http://home.comcast.net/~igpl/Temperature.html|title=A Brief History of Temperature Measurement|language=Inglês}}</ref>
 
A primeira decomposição científica de água em hidrogênio e oxigênio, por [[eletrólise]], foi feita no ano 1800 pelo químico inglês [[William LevyNicholson]]. Em 1805, [[Joseph Louis Gay-Lussac]] e [[Alexander von Humboldt]] mostraram que a água é composta de duas partes de hidrogênio e uma de oxigênio (em volume).
 
[[Gilbert Newton Lewis]] isolou a primeira amostra de [[água levepesada]] em 1933.
 
[[Poliágua]] foi uma forma [[polímero|polimerizada]] hipotética de água que foi alvo de controvérsia científica durante o fim da década de 1960. O consenso atual é o de que tal polímero não existe.
 
== Formas da água ==
A água pode assumir várias formas. O [[estado gasososólido]] da água é comumente conhecido como [[gelo]] (mas também existem muitas outras formas; veja [[sólido amorfo]] e [[gelo amorfo]]); o [[estado gasoso]] é conhecido como vaporização[[vapor d'água]], e a [[Fase (química)|fase]] líquida comum é geralmente chamada simplesmente de água. Acima de certa [[temperatura crítica|temperatura]] e [[pressão crítica]] (647 [[Kelvin|K]] e 22,064 [[pascal (unidade)|MPa]]), as moléculas de água assumem uma condição ''supercrítica'', em que aglomerados líquidos flutuam numa fase de vapor.
 
A [[água pesada]] é a água cujo hidrogênio é substituído pelo seu [[isótopo]] mais pesado, o [[deutério]]. A água pesada é ''quimicamente'' quase igual à água normal. É usada na [[reator nuclear|indústria nuclear]] para desaceleração de [[nêutron]]s.
 
== Física e química da água ==
A água é a [[substância química]] de [[fórmula química|fórmula]] '''[[hidrogênio|H]]<sub>2</sub>[[oxigênio|O]]''': uma [[molécula]] de água tem dois [[átomo]]s de [[hidrogênio]] [[ligação química|ligados]] [[ligação covalente|covalente]]mente a um átomo de [[oxigênio]]. A água é um líquido insípido e inodoro nas condições ambientes temperatura e pressão, e parece incolor em pequenas quantidades, apesar de ter um matiz azul muito leve. O gelo também parece ser incolor, e o vapor d'água é essencialmente invisível como gás.<ref name="agua_azul" /> A água é primariamente um líquido em condições ambientes, o que não se prevê da sua relação com outros hidretos análogos da [[calcogênio|família do oxigênio]] da [[tabela periódica]], que são gases como o [[sulfeto de hidrogênio]]. Além disso, todos os elementos ao redor do oxigênio na tabela — neôn[[nitrogênio]], oxigênio[[flúor]], carvão[[fósforo]], fósforo[[enxofre]] e claro[[cloro]] — se combinam com o [[hidrogênio]] para formar gases. A razão pela qual o hidreto de oxigênio (água) forma um líquido é o fato de ele ser mais [[eletronegatividade|eletronegativo]] que todos esses elementos (exceto pelo flúor). O oxigênio atrai [[elétron]]s muito mais fortemente que o hidrogênio, levando a uma carga resultante positiva nos átomos de hidrogênio, e uma carga resultante negativa no átomo de oxigênio. A presença de carga nesses átomos dá à água um [[momento do dipolo elétrico|momento de dipolo]]. A atração elétrica devida a esse dipolo aproxima as moléculas de água, tornando mais difícil separá-las e, por consequência, elevando o [[ponto de ebulição]]. Essa atração é conhecida como [[ligação de hidrogênio]]. A água pode ser vista como um líquido polar que se dissocia minimamente num íon [[hidrônio]] (H<sub>3</sub>O<sup>+</sup><sub>(aq)</sub>) e um íon [[hidroxila]] (OH<sup>−</sup><sub>(aq)</sub>) associado. A água está em [[equilíbrio dinâmico]] entre os [[estados da matéria|estados]] [[líquido]], [[sólido]] e [[gasoso]] nas condições ambientes de temperatura e pressão, e é a única substância pura encontrada naturalmente na Terra com essa característica.
 
=== Água, gelo e vapor===