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摘要：小朋友们看到湖里的冰雪已开始融化，一块块大冰块漂在水面上，都感到很奇怪。大家争着问老师：“为什么那大大小小的冰块能漂在水面上？”水的这种特性称之为反常膨胀水的反常膨胀现象可以用氢键、缔合水分子理论予以解释。在水中，常温下有大约50%的单个水分子组合为缔合水分子，其中双分子缔合水分子最稳定。由于氢键具有一定的方向性，因此在单个水分子组合为缔合水分子后，水的结构发生了变化。
开春以后，小刚同幼儿园老师和小朋友们一起到公园搞活动。小朋友们看到湖里的冰雪已开始融化，一块块大冰块漂在水面上，都感到很奇怪。大家争着问老师：“为什么那大大小小的冰块能漂在水面上？”
老师说：“这个道理很简单，因为冰比水轻，凡是比水轻的东西，就能在水面上漂浮着。”小朋友又问：“为什么冰比水轻？”
老师又解释：“因为冰和水都是由同样的很小很小的水分子组成的，但水的分子都挤在一起，队形紧密，就像我们小朋友 ... 站队一样，站成了密集队形。水结成冰的时候，一个个水分子间的空隙、距离变大了，就好像我们小朋友做操时，两臂平举，站成了两臂间隔的体操队形。由于冰的体积扩大了，所以冰就比水轻，就能浮在水面上不会沉下去。”
以下是想追究其原理的同学的答案
水在4℃时密度最大，但由于水包含有氢键（O-H），因此4℃之下就会发生反常膨胀现象，是“热缩冷胀”了。而到冰，密度就 只有0.9。
更加科学的解释
液态水中水分子排布不规则，凝固后，排布变规则了，由于氢键的作用，水分子间形成四面体结构，使得水分子间的空隙变大，所以水变冰后体积增大。
相同质量，体积越大，密度越小，所以导致冰的密度比水小。水的这种特性称之为反常膨胀
水的反常膨胀现象可以用氢键、缔合水分子理论予以解释。
物质的密度由物质内分子的平均间距决定。对于水来说，由于水中存在大量单个水分子，也存在多个水分子组合在一起的缔合水分子，而水分子缔合后 形成的缔合水分子的分子平均间距变大，所以水的密度由水中缔合水分子的数量、缔合的单个水分子个数决定。具体地说，水的密度由水分子的缔合作用、水分子的 热运动两个因素决定。当温度升高时，水分子的热运动加快、缔合作用减弱；当温度降低时，水分子的热运动减慢、缔合作用加强。综合考虑两个因素的影响，便可 得知水的密度变化规律。
在水中，常温下有大约50%的单个水分子组合为缔合水分子，其中双分子缔合水分子最稳定。 多个水分子组合时，除了呈六角形外（如雪花、窗花），还可能形成立体形点阵结构（属六方晶 系）。每一个水分子都通过氢键，与周围四个水分子组合在一起。图中只画出了中央一个水分子同周围水分子的组合情况。边缘的四个水分子也按照同样的规律再与 其他的水分子组合，形成一个多分子的缔合水分子。缔合水分子中，每一个氧原子周围都有——4个氢原子，其中两个氢原子较近一些，与氧原子之间是共价键，组 成水分子；另外两个氢原子属于其他水分子，靠氢键与这个水分子组合在一起。可以看出，这种多个分子组合成的缔合水分子中的水分子排列得比较松散，分子的间 距比较大。由于氢键具有一定的方向性，因此在单个水分子组合为缔合水分子后，水的结构发生了变化。一是缔合水分子中的各单个分子排列有序，二是各分子间的 距离变大。
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