물 분자는 부분적으로 (+)전하와 (-) 전하를 띠면서 굽은형 구조를 하고 있습니다.이러한 전기적인 특성으로 인하여 물 분자끼리는 수소결합이 형성되고,액체상태에서 물 분자 중의 일부는 수소 결합을 이루어 모여있고 일부는 따로 놀고 있습니다.
그런데 온도가 낮아질수록 물 분자의 분자 운동이 약해지게 되고, 따라서 따로 노는 물 분자의 수는 줄어들게 되고, 결국 모든 물 분자들이 수소 결합에 참여하게 됩니다.
이때 물 분자들은 수소 결합하여 육각 고리 모양의 결정을 이뤄서 빈 공간이 생깁니다.
이 빈 공간 때문에 얼음의 부피는 증가하게 되는 것입니다.