1、由于水分子是极性很强的分子，能通过氢键结合成缔合分子（多个水分子组合在一起）。
液态水，除含有简单的水分子外，同时还含有缔合分子，最典型的两种是(H?O)?和(H?O)?，前者称为双分子缔合水分子。
物质的密度由物质内分子的平均间距决定。
2、当温度在0℃水未结冰时，大多数水分子是以(H?O)?的缔合分子存在，当温度升高3.98℃(101kPa)时水分子多以双分子缔合水分子的形式存在，分子占据空间相对减小，此时水的密度最大。
如果温度再继续升高在3.98℃以上，一般物质热胀冷缩的规律即占主导地位了。
3、物体受热时会膨胀，遇冷时会收缩的特性。
由于物体内的粒子（原子）运动会随温度改变，当温度上升时，粒子的振动幅度加大，令物体膨胀；但当温度下降时，粒子的振动幅度便会减少，使物体收缩。
水变成冰体积为什么会变大？热胀冷缩，但为什么水结冰体积会膨胀？世间万物遇冷而缩，遇热而胀，这是所有物体的一种基本性质，但水却例外。
除水以外的物体受热之后，物体基本粒子的动能就会加快，物体基本粒子之间的距离就会加大，也就导致物体的膨胀。
反之物体遇冷，粒子运动就会降低，之间的距离也就减小，物体自然缩小。
那么水为什么却例外呢？原来是氢键做的怪，大家都知道水的分子式是H2O，其中的氢键在遇冷时，不但没有运动减慢，反而更活跃，还增加了氢键，这就导致水在结冰时，不但没有减小体积，却增大体积的原理。
小伙伴们你们怎么看，说说你们的意见吧！
一般的物质有热胀冷缩的特点，而水比较特殊，水的密度在4℃的时候最大为1kg/m³，4℃以上是热胀冷缩，随温度升高密度变小；而在0℃到4℃之间是热缩冷涨，随温度升高密度变大。
水变成冰时，它的密度约为0.9kg/m³，根据密度公式ρ=m/V，密度变小，则体积变大，所以水结成冰后体积会膨胀。
也正是由于冰的密度小于水，冰才会浮在水面之上。
