为什么“冰的密度比液态水的密度小”这种现象与氢键有关？

液态水，除含有简单的水分子（h2o）外，同时还含有缔合分子(h2o)2和(h2o)3等，当温度在0℃水未结冰时，大多数水分子是以(h2o)3的缔合分子存在，当温度升高到3.98
℃（101
kpa）时，水分子多以(h2o)2缔合分子形式存在，分子占据空间相对减小，此时水的密度最大。如果温度再继续升高在3.98
℃以上，一般物质热胀冷缩的规律即占主导地位了。水温降到0
℃时，水结成冰，水结冰时几乎全部分子缔合在一起成为一个巨大的缔合分子，在冰中水分子的排布是每一个氧原子有四个氢原子为近邻（两个共价键，两个氢键），如下图所示。这样一种排布导致成一种敞开结构，也就是说冰的结构中有较大的空隙，所以冰的密度反比同温度的水小。

冰和水的密度不同主要是由于水分子间存在氢键，氢键在水液态是使一个水分子与4个水分子相连，而当水凝固时氢键会拉伸水分子
使水分子之间距离增大
体积也就增大了，设水的质量为m，当m质量的水凝结成冰时，质量m不变，体积变大
p=m/v.密度也就小了

冰和水的密度不同主要是由于水分子间存在氢键,氢键在水液态是使一个水分子与4个水分子相连,而当水凝固时氢键会拉伸水分子
使水分子之间距离增大
体积也就增大了,设水的质量为m,当m质量的水凝结成冰时,质量m不变,体积变大
p=m/V.密度也就小了

水在液态水时，除以单个水分子存在还含有几个水分子通过氢键结合而形成的(H2O)n。在固态水中水分子间氢键结合排列规则的晶体，由于冰的结构中有空隙，造成体积膨胀密度减小置地于液态水的密度。