الامارات 7 - يتم تقليل كثافة الماء عندما يتجمد بسبب ترتيب الروابط الهيدروجينية بين جزيئات الماء أثناء التجمد. لفهم هذا الأمر، يجب الإشارة إلى أن الكثافة هي الكتلة لكل وحدة حجم. على الرغم من أن الكتلة لا تتأثر بتغيير درجة الحرارة، إلا أن الحجم الذي تشغله المادة يتغير بتغير درجة الحرارة بشكل عكسي. وبالتالي، تتغير الكثافة مع تغير درجة الحرارة، حيث تزداد كثافة السائل مع انخفاض درجة الحرارة؛ لأن الطاقة الحركية لجزيئاته تقل، مما يجعل الجزيئات تقترب من بعضها أكثر فأكثر، مما يؤدي إلى زيادة الكثافة.

عندما يتجمد الماء، يبقى يتصرف كسائل حتى يصل إلى درجة حرارة 4 درجات مئوية. عند هذه النقطة، يصل الماء إلى كثافته القصوى، ثم تبدأ كثافته في الانخفاض تدريجيًا باتجاه درجة الصفر المئوي. يحدث هذا بسبب ترتيب الروابط الهيدروجينية بين جزيئات الماء التي تشكل شبكات مع فراغ في وسطها، مما يدفع الجزيئات للابتعاد عن بعضها البعض أكثر مما كانت عليه في الحالة السائلة، وبالتالي تقل الكثافة.

في الحالة الصلبة، تتشكل جزيئات الماء في هيكل مرتب ومفتوح، حيث تحيط كل ذرة أكسجين بأربع ذرات هيدروجين، مع وجود فراغ في الوسط. هذا الهيكل المتباعد والمفتوح يجعل كثافة الجليد أقل من كثافة الماء السائل.