पृथ्वी पर मौजूद पानी को 3 श्रेणियों में बांटा गया है: खारा पानी, ध्रुवीय बर्फ की टोपी और ताज़ा पानी। पृथ्वी पर मौजूद कुल पानी में से 97% पानी खारा पानी या समुद्री पानी है। 2% पानी ध्रुवीय बर्फ की टोपियों के रूप में है, इसलिए 97% + 2% इसे 99% बनाते हैं। तो शेष 1% जिसे ताज़ा पानी माना जाता है जो हमारे उपयोग के लिए उपलब्ध पानी का एकमात्र स्रोत है। इसका मतलब है कि हमारी पृथ्वी की सतह पर भारी मात्रा में पानी होने के बाद भी हम केवल इस 1% पर ही निर्भर रह पाते हैं।
एक सवाल जो हमारे मन में आना चाहिए कि, पानी सबसे प्रचुर मात्रा में उपलब्ध है, लेकिन फिर भी जल संकट? इस जल संकट के कई कारण हैं लेकिन एक मुख्य कारण ताजे पानी की सीमित उपलब्धता है। लेकिन हम उस खारे पानी का उपयोग अपने घरेलू और औद्योगिक उद्देश्यों के लिए नहीं कर सकते हैं, इसके अलावा उस खारे पानी को समुद्री पानी के रूप में बदलने की लागत भी बहुत महंगी है।
किसी मजबूत विज्ञान पृष्ठभूमि वाले व्यक्ति के लिए, पानी कमरे के तापमान पर एक पारदर्शी, स्वादहीन और गंधहीन तरल है। यह पृथ्वी पर जीवन के सभी ज्ञात रूपों के लिए एक महत्वपूर्ण पदार्थ है। जल का रासायनिक सूत्र H2O है।
रासायनिक रूप से, पानी दो हाइड्रोजन (H) परमाणुओं से बना होता है, जिनमें से प्रत्येक में एक इलेक्ट्रॉन होता है, जो सहसंयोजक रूप से छह इलेक्ट्रॉनों के साथ एक ऑक्सीजन (O) परमाणु से जुड़ा होता है, जो रासायनिक सूत्र H2O के साथ एक अणु बनाता है।
चार इलेक्ट्रॉन युग्मों के परिणामस्वरूप चतुष्फलकीय ज्यामिति बनती है-इलेक्ट्रॉन युग्मों (और इसलिए H-O-H बंध कोण) के बीच का कोण 109.5° होता है। lp-lp>bp-bp दो हाइड्रोजन परमाणुओं को प्रभावी ढंग से एक साथ धकेलता है। परिणाम एक विकृत चतुष्फलकीय व्यवस्था है जिसमें H—O—H कोण 104.5° है।
इसके आठ इलेक्ट्रॉन समान रूप से वितरित नहीं हैं; अणु के ऑक्सीजन सिरे पर थोड़ा अधिक ऋणात्मक आवेश (बैंगनी) होता है, और हाइड्रोजन सिरे पर एक क्षतिपूर्ति धनात्मक आवेश (हरा) होता है। परिणामी ध्रुवता पानी के अद्वितीय गुणों के लिए काफी हद तक जिम्मेदार है।
पानी के एक अणु पर आंशिक रूप से सकारात्मक हाइड्रोजन परमाणु पड़ोसी अणु पर आंशिक रूप से नकारात्मक ऑक्सीजन की ओर इलेक्ट्रोस्टैटिक रूप से आकर्षित होता है। इस प्रक्रिया को (कुछ हद तक भ्रामक रूप से) हाइड्रोजन बॉन्डिंग कहा जाता है।
ऑक्सीजन परमाणु हाइड्रोजन परमाणुओं की तुलना में इलेक्ट्रॉनों को अधिक मजबूती से आकर्षित करता है, जिससे एक ध्रुवीय अणु बनता है। यह ध्रुवता पानी को अद्वितीय गुण प्रदान करती है जिसे सार्वभौमिक विलायक कहा जाता है, इन गुणों में विभिन्न प्रकार के विलेय को घोलने की क्षमता, उच्च सतह तनाव और अपेक्षाकृत उच्च ताप क्षमता शामिल हैं। पानी के अणु में परमाणुओं की व्यवस्था जीवन और विभिन्न प्राकृतिक प्रक्रियाओं के समर्थन में इसकी आवश्यक भूमिका के लिए जिम्मेदार है।