Nước là một chất lỏng bí ẩn. Điều này là do thực tế là hầu hết các thuộc tính của nó là bất thường, tức là khác với các chất lỏng khác. Nguyên nhân nằm ở cấu trúc đặc biệt của nó, đó là do liên kết hydro giữa các phân tử thay đổi theo nhiệt độ và áp suất. Nước đá cũng có những đặc tính độc đáo này. Điều đáng nói là mật độ có thể được xác định bằng công thức ρ=m / V. Theo đó, tiêu chí này có thể được thiết lập thông qua việc nghiên cứu khối lượng của chất của môi trường trên một đơn vị thể tích.
Chúng ta hãy xem xét một số tính chất của nước đá và nước. Ví dụ, mật độ dị thường. Sau khi tan chảy, mật độ của băng tăng lên, vượt qua ngưỡng tới hạn là 4 độ, và chỉ sau đó nó bắt đầu giảm khi nhiệt độ tăng. Tuy nhiên, trong chất lỏng thông thường, nó luôn giảm trong quá trình làm lạnh. Thực tế này tìm thấy một lời giải thích hoàn toàn khoa học. Nhiệt độ càng cao, các phân tử càng nhanh. Điều này dẫn đến việc đẩy chúng ra xa nhau, và theo đó, chất này trở nên lỏng lẻo hơn. Câu đố của nước cũng nằm ở chỗ, mặc dù sự gia tăngtốc độ của các phân tử khi tăng nhiệt độ,
mật độ của nó chỉ giảm ở nhiệt độ cao.
Câu đố thứ hai nằm ở các câu hỏi: "Tại sao băng có thể nổi trên mặt nước?", "Tại sao ở các dòng sông, nó không đóng băng đến đáy?" Thực tế là khối lượng riêng của nước đá thấp hơn khối lượng riêng của nước. Và trong quá trình làm tan chảy bất kỳ chất lỏng nào khác, mật độ của nó hóa ra nhỏ hơn tinh thể. Điều này là do thực tế là trong phân tử sau này có tính tuần hoàn nhất định và được sắp xếp đều đặn. Điều này là điển hình cho các tinh thể của bất kỳ chất nào. Tuy nhiên, bên cạnh đó, các phân tử của chúng được “đóng gói” khá dày đặc. Trong quá trình nấu chảy tinh thể, tính đều đặn biến mất, điều này chỉ có thể xảy ra với một liên kết ít đặc hơn của các phân tử. Theo đó, khối lượng riêng của chất giảm dần trong quá trình nóng chảy. Nhưng tiêu chí này thay đổi khá nhiều, ví dụ như khi nấu chảy kim loại, nó giảm trung bình chỉ 3 phần trăm.
Tuy nhiên, mật độ của băng nhỏ hơn mười phần trăm so với mật độ của nước. Do đó, chúng ta có thể nói rằng bước nhảy này là bất thường không chỉ về dấu hiệu của nó mà còn về độ lớn của nó.
Những câu đố này được giải thích bởi sự đặc biệt của cấu trúc băng. Nó là một mạng lưới các liên kết hydro, trong đó có bốn liên kết trong số chúng ở mỗi nút. Do đó, lưới được gọi là bộ tứ. Tất cả các góc trong nó đều bằng qT nên gọi là tứ diện đều. Hơn nữa, nó bao gồm sáu vòng tròn có hình dạng cong.
Một đặc điểm của cấu trúc của nước rắn làcác phân tử đóng gói lỏng lẻo trong đó. Nếu chúng có mối quan hệ gần gũi, thì khối lượng riêng của nước đá sẽ là 2,0 g / cm3, trong khi thực tế là 0,92 g / cm3. Từ đó rút ra kết luận rằng sự hiện diện của các thể tích không gian lớn sẽ dẫn đến sự xuất hiện của sự không ổn định. Trên thực tế, lưới điện không trở nên kém vững chắc mà còn có thể được xây dựng lại. Băng là một vật liệu mạnh đến nỗi ngay cả tổ tiên của người Eskimo hiện đại cũng học được cách xây dựng túp lều của họ từ nó. Cho đến ngày nay, cư dân ở Bắc Cực sử dụng bê tông băng làm vật liệu xây dựng. Theo đó, với áp suất ngày càng tăng, cấu trúc của băng thay đổi. Chính sự ổn định này tạo nên tính chất chính của các liên kết hydro của mạng lưới giữa các phân tử H2O. Theo đó, mỗi phân tử nước giữ lại bốn liên kết hydro ở trạng thái lỏng, nhưng đồng thời các góc trở nên khác với qT, dẫn đến thực tế là khối lượng riêng của nước đá nhỏ hơn khối lượng riêng của nước.
