复杂的生物大分子结构

生物大分子结构极为复杂，它们对水的作用多种多样。荷电基团的静电场使水排列有序，形成离子型水合。极性基团与水产生氢键或发生偶极相互作用，形成极性水合层。非极性基团的聚集，使其周围形成疏水水合层，紧密缠绕在一起的分子链间的微小空间中，嵌入水分子，形成毛细管水。这些复杂的作用，导致不同状态水的存在。"结合水"是指在大分子影响下结构有序性较强且性质异常的水。
通常根据与大分子相互作用强弱的不同，分为三类水:
①紧密结合水(或称非转动结合水)，与大分子作用最强，为其不可分割的一部分;
②结合水，与大分子有较强的相互作用，有选择地排列在相应的基团上;
③游离水(或称自由水)，大分子的作用力未及于此，其性质与正常水无区别。结合水还可进而分为原初结合水、二次结合水等。实际上，生命体系中水的状态是多相连续的，中间不存在严格的边界，各类水分子之间进行着快速的交换。
这些特异性表现在多方面:冰点、熔融焓降低，沸点、蒸发热升高，转动、平动速度减慢，振动谱频率位移等。尽管人们试图对"结合水"赋予确切的能量或时空含义，但它还只是一个便于使用的工作定义。