A água alcança sua densidade máxima a 4 ° C (40 ° F). Enquanto esfria mais e congela na forma de gelo, na verdade ele se torna menos densa. Por outro lado, a maioria das substâncias são mais densas enquanto sólidas (congeladas) do que em seu estado líquido. A água é diferente por causa de ligações de hidrogênio.

Uma molécula de água é feita de um átomo de oxigênio e dois átomos de hidrogênio, fortemente unidas umas às outras com ligações covalentes. As moléculas de água também são atraídas umas as outras por  fracas ligações químicas (de hidrogênio) entre os átomos de hidrogênio positivamente carregado e os átomos de oxigênio de carga negativa das moléculas de água vizinhas. Como a água esfria abaixo de 4 ° C, as ligações de hidrogênio se ajustam para manter distantes os átomos de oxigênio carregados negativamente. Isso produz uma estrutura de cristal, que é comumente conhecida como “gelo”.

O gelo flutua porque é cerca de 9% menos denso que a água líquida. Em outras palavras, o gelo ocupa um espaço de cerca de 9% a mais do que a água, para um litro de gelo pesa menos de um litro de água. Quanto mais pesada a água desloca o  gelo, e assim  o gelo flutua para cima. Uma conseqüência disso é que os lagos e rios congelam de cima para baixo, permitindo que os peixes sobrevivam. Se o gelo se afundasse, a água seria deslocado para o alto e exposta à temperatura mais fria, forçando os rios e lagos a ficarem totalmente sólidos.

Tradução automática de http://chemistry.about.com/od/chemistryfaqs/f/icefloats.htm

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