El hielo flota en el agua porque, a diferencia de la mayoría de las sustancias, la fase sólida del agua es menos densa que su fase líquida. Cuando el agua se congela, se expande ligeramente y el cambio resultante en la densidad es suficiente Permita que los cubos de hielo floten en un vaso de agua.
La expansión del hielo en su punto de congelación se debe a la estructura polar de las moléculas de agua. En la fase líquida, las moléculas de agua están siempre en movimiento y se pueden empaquetar juntas. Sin embargo, a medida que la temperatura desciende, las moléculas comienzan a formar cristales hexagonales. Los enlaces de hidrógeno creados en estos cristales organizan las moléculas de tal manera que existe más espacio entre ellos que en la fase líquida, lo que resulta en una expansión de alrededor del 8,3 por ciento en volumen. Como el agua que desplaza el hielo ahora pesa menos que el hielo mismo, el hielo es flotante y flota.
Esta propiedad única es importante para el desarrollo de la vida en la tierra. Debido a que el hielo flota, los ríos y arroyos forman una capa de hielo durante el invierno. Si el agua se comportara como la mayoría de los otros sólidos y se volviera más densa cuando se enfriaba, este hielo caería al fondo de cada cuerpo de agua, congelandola y matando a los seres vivos debajo de la superficie.
