La liaison hydrogène donne à l'eau une structure avec un espace considérable entre les molécules, ce qui la fait grossir et devenir moins dense à l'état solide qu'à l'état liquide. Parce que l'eau est plus dense que la glace, des glaçons flottent à la surface de l'eau. Les liaisons hydrogène relient chaque molécule d'eau à une moyenne de 3,4 autres molécules d'eau, et le réseau qui se forme lorsque l'eau gèle a beaucoup d'espace vide à l'intérieur.
L'eau est le seul liquide qui devient moins dense sous forme solide. La densité fait référence à la masse d'un matériau par unité de volume, et la densité change avec la température. Même si la masse reste constante, l'espace ou le volume qu'elle occupe change également avec la température. À mesure que les températures augmentent, la vibration des molécules du matériau augmente également, entraînant cette baisse de densité.
Si quelqu'un met de la glace dans l'eau ou la laisse exposée à l'air, elle commence à fondre plus tôt dans l'eau, en supposant que l'eau et l'air ont tous deux des températures identiques. L'eau liquide a des molécules plus compactes que celles de l'air, ce qui donne un niveau de contact plus élevé avec la glace et un taux de transfert de chaleur plus rapide. Ajoutez à cela le fait que l'eau liquide a un taux de transfert de chaleur plus élevé, et l'explication devient claire.
