
冰融化時拆散了大量的氫鍵,使整體化為四麵體集團和零星的較小的“水分子集團”(即由氫鍵締合形成的一些締合分子),故液態水已經不像冰那樣完全是有序排列了,而是有一定程度的無序排列,即水分子間的距離不象冰中那樣固定,H₂O分子可以由一個四麵體的微晶進入另一微晶中去。這樣分子間的空隙減少,密度相對冰就增大了。
溫度升高時,水分子的四麵體集團不斷被破壞,分子無序排列增多,使密度增大。但同時,分子間的熱運動也增加了分子間的距離,使密度又減小。這兩個矛盾的因素在4℃時達到平衡,因此,在4℃時水的密度大。過了4℃後,分子的熱運動使分子間的距離增大的因素,就占優勢了,水的密度又開始減小。