水是一种特别的物质。许多物质从液体转化为固体的时候，体积会缩小，密度变大，它们的分子更加紧密地聚集在一起。但水从晃动的液体变成固体冰的时候，它的体积膨胀了，密度变小了。为什么可口可乐里面的冰块在液面上漂浮，而不是像石头一样沉到底部？
在正常大气压下，当分子的温度改变的时候，它们也会按照既定方式改体；更冷的话，就会凝结成冰冷的固体。这些相应状态因能量的改变而变化：从高能量到中等能量到极少运动。
沸腾的水膨胀后成为气体（蒸汽），飘荡在厨房里。但是，我们还发现冷藏室中的水结冰后也会膨胀。夜里倒满水的冰格，第二天早晨冻成一块一块溢出来的大冰块。
这是怎么回事呢？水最初的反应很正常，跟其他物质一样。随着温度下降，水温顺地收缩在一起——直到温度下降到4摄氏度。那时候，令人惊奇的是，水的反应完全倒转，随着温度的降低，小趣闻水结冰后体积膨胀，真的是让人头痛的事儿：水管冻冰，水爆裂到不算暖和的屋子；在冬天，水聚集在人行道的缝隙里，结成冰，并把缝隙扩大到一个个大洼坑。
要是冰不膨胀……
冰山将不会好好地待在冰面上。
变。加热的话，分子变成分散的气体；冷却的话，分子变成流动的液它的体积慢慢地增大。当水最终变成冰，0摄氏度，它的体积戏剧般地变大。
科学家们认为，水“奇怪的行为”是由分子结构和分子间的结合接方式造成的。每个水分子是由两个氢原子和一个氧原子（H2O）结合而成的。因原子共享电子的方式，在一个水分子中，氢原子的末端有微弱的正电，氧原子末端有微弱的负电。结果会怎样呢？一个水分子与另一个水分子电荷相反的两端相互吸引（称为“氢键结合”）。
度冷却到4摄氏度时，分子的能量减少到它们能够靠在一起。因此，每个水分子形成更为稳定的氢键结合，达成4个分子结合的结构。
在4摄氏度的温度下，水分子排列成一个漂亮的结冰的晶体点阵，形成一个开放的六面体。与液态水不同，冰里的水分子严格地分开。这意味着分子间有更多的空间——所以水的固态比液态占据更多的空间。
在液态水中，水分子经过另一个水分子的时候，它们结合、分开、再结合。当温说明：把10杯水放入冷藏室，将会拿出近11杯水的冰。
如果冰……
如果冰的密度不比水小的话，就不会在船舷上看到漂浮的冰山；就不能在池塘的冰面上滑冰；鱼儿和其他生命就没有冰下温暖的水的保护。如果是水从底部向上结冰，在冬天，地球上的大部分水凝固成冰，生命将不可能存在。