1。水素結合： 水分子は極性です。つまり、わずかに正の末端（水素原子）とわずかに負の末端（酸素原子）があります。この極性により、彼らは互いに強い水素結合を形成することができます。
2。液体状態： 液体の水では、これらの水素結合は絶えず破壊および改善されており、分子が自由に動き、比較的しっかりと梱包できるようになります。
3。固体状態： 水が凍結すると、分子は減速し、水素結合がより安定します。これにより、分子は特定の結晶構造になり、液体状態よりもさらに離れて保持されます。
4。四面体構造： 氷の中で、各水分子の酸素原子は、他の4つの水分子と水素結合を形成し、四面体の形状を生成します。この四面体の配置は、分子間の距離を最大化し、密度の低い構造につながります。
5。拡張： 氷の結晶構造の分子間の間隔の増加は、同じ量の液体水よりも大きな体積を占めることを意味します。これが氷が浮かぶ理由です - それは液体の水よりも密度が低いです。
要約： 水分子のユニークな水素結合特性と、氷の中の硬質四面体構造の形成は、凍結時の水の膨張につながります。
