地球是一个巨大的天然“实验室”,这里在不断地进行着各种作用,其中包括各种物理作用、化学作用和生物化学作用。在这些作用中,水可以说是最积极、最活跃的元素之一,而地下水又起着特别重要的作用。这些作用的结果,一方面在不断改变地下水的化学成分,另一方面也在不断改变地球物质的分布状况,改变着地球的面貌。在地球上,水可以说是一种最活泼的溶剂,几乎没有一种物质可以绝对不溶于水。水的这种性质是由水分子的特殊结构决定的。
水分子是由两个氢离子和一个氧离子构成的。但是,水分子中氢、氧离子的排列是不对称的。两个氢离子位于氧离子的同一侧,从而使水分子一端带正电荷,另一端带负电荷,成为极性分子。因此,溶入水中的阴、阳离子很容易为水分子所吸引,在其周围形成水化膜而使异性离子不易结合生成盐类沉淀出来。
水的另一特征是具有高的电解常数。这是衡量异性电荷相互吸引能力大小的尺度。例如,18℃的水电解常数是81,这意味着溶于水中的带正、负电荷的阳离子和阴离子的相互吸引力只相当于在空气中的1/81。又如,食盐溶于水中成为氯和钠两种离子,它们相互吸引的结合力比在空气中要小80倍,所以水的溶解能力很强。