都知道「熱脹冷縮」，的確，大部分當物體受冷凍結時（從液體變成固體），它們都會收縮或者變小。

這是因為，通常情況下，如果你讓物體變熱，它所含的分子會更頻繁地振動。當振動得更多，分子間就需要更多的空間，所以它就會膨脹。

是的，水加熱變成水蒸氣就是這個原理。

從邏輯上講，如果你把物體冷卻下來，那麼分子的運動速度應該會變慢，分子間相互碰撞和反彈的強度會降低，分子活動頻率也會降低，物體的分子會“聚集”在一起，使整體的體積收縮。

常理是這樣，為什麼水卻是個特例呢？

水加熱變成水蒸氣，體積會變大，而水降溫成冰塊，體積也會變大。

都知道，水凍結後，水分子間的振動肯定會減少，但冰的體積卻仍然會膨脹。

究其原因，是因為水分子奇怪形狀。

水分子看起來像“米老鼠”的腦袋，在米老鼠的頭部就是一個氧原子，兩個圓耳朵是兩個氫原子。

氧原子帶一個負電荷，氫原子帶一個正電荷，所以水分子傾向於粘在一起形成所謂的氫鍵。

正是由於這種強力結合的“氫鍵”，水所表現出的特性非常的“柔”，抽刀斷水水更柔，宏觀的刀不可能砍斷水分子之間的強力維繫。

由於水分子採用這種形狀，水分子在液體狀態下傾向於連線在一起的方式是形成一個有大洞的非常開放的結構。這意味著，有很多額外的空間。

水是液態是，水分子之間的大洞呈無序的形狀；而當水結冰時，分子會自動進入最穩定的狀態，在極少振動的活動下保持整體形態，那麼這種多個氫鍵組成的“大洞”就會擴張到最穩定的形狀，如下圖——

恰好，最能滿足這一要求的水分子的排列佔據了更多的空間。

所以冰結冰時會膨脹。

因為同樣的質量，佔據更大的體積，所以冰的密度比水小，飲料的冰塊總是浮在杯口。