Вода - это уни­каль­ное ве­ще­ство, ко­то­рое при за­мер­за­нии рас­ши­ря­ет­ся!

Мо­ле­ку­ла воды устро­е­на так, что ей вы­год­но об­ра­зо­вы­вать во­до­род­ные связи с бли­жай­ши­ми (со­сед­ни­ми) че­тырь­мя мо­ле­ку­ла­ми воды. Если со­еди­нить от­рез­ка­ми атомы кис­ло­ро­да со­сед­них мо­ле­кул, по­лу­чит­ся тет­ра­эдр. Од­на­ко в жид­ком со­сто­я­нии из-за теп­ло­во­го дви­же­ния ча­стиц такой тет­ра­эдр по­сто­ян­но ис­ка­жа­ет­ся, и в об­ра­зу­ю­щи­е­ся де­фек­ты про­ни­ка­ют дру­гие мо­ле­ку­лы воды. Таким об­ра­зом, число со­се­дей ока­зы­ва­ет­ся не­сколь­ко боль­ше, чем вер­шин у тет­ра­эд­ра, и со­глас­но со­вре­мен­ным дан­ным со­став­ля­ет ве­ли­чи­ну по­ряд­ка 4.4 (в сред­нем, ра­зу­ме­ет­ся !). Когда вода за­мер­за­ет, теп­ло­вое дви­же­ние ста­но­вит­ся менее ин­тен­сив­ным, тет­ра­эдр при­об­ре­та­ет почти иде­аль­ную форму; число со­се­дей при этом умень­ша­ет­ся и ста­но­вит­ся рав­ным 4), а «лиш­ние» мо­ле­ку­лы воды про­сто ухо­дят. Все это при­во­дит к по­вы­ше­нию рых­ло­сти, и, сле­до­ва­тель­но, объ­е­ма льда по срав­не­нию с жид­кой водой.