안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.
물분자는 다른 물질과는 다르게 수소결합이라는 결합을합니다.
이 결합은 전자를 공유하는 강력한 결합은 아니지만, 분자 내 극성이 매우 강하여 이끌리는 결합이므로
그렇게 약한 결합도아닙니다.
아무튼, 적절히 강한 결합이 물분자들끼리 이루어지는데,
물분자가 꺾여있는 형태이고, 수소와 산소가 서로 이끌리기 때문에 결정형태를 만들 수 밖에 없습니다.
즉, 얼음이 언다는 것은 결정형태가 많아지다가 100%가 된다는 의미이므로,
결정구조 사이사이 빈공간이 만들어집니다.
따라서, 단위부피당 무게가 얼음이 더 낮아지게 됩니다.
이러한 것을 비중이라고도 하는데 얼음이 물보다 가벼워집니다.