الماء عند درجات حرارة أكبر من 4 ْم يتقلص بالتبريد مثله مثل المواد الأخرى ليصل إلى أقل حجم عند 4 ْم , لكن عند تبريده أقل من 4 درجات يبدأ الماء بترتيب الجزيئات للتحول إلى الجامد ولوجود الروابط الهيدروجينية بين الجزيئات تحتاج عملية الترتيب إلى حيز أكبر يؤدي إلى كبر حجمها وقلة كثافتها . ويمكن روئية ذلك في الأشكال التالية والتي توضح جزيئات الماء في الحالتين