Voda je tajanstvena tekućina. To je zbog činjenice da je većina njegovih svojstava anomalna, t.j. razlikuje od ostalih tekućina. Razlog leži u njegovoj posebnoj strukturi, koja je posljedica vodikovih veza između molekula koje se mijenjaju s temperaturom i tlakom. Led također ima ova jedinstvena svojstva. Vrijedi reći da se gustoća može odrediti pomoću formule ρ=m/V. Sukladno tome, ovaj se kriterij može utvrditi proučavanjem mase tvari medija po jedinici volumena.
Pogledajmo neka svojstva leda i vode. Na primjer, anomalija gustoće. Nakon otapanja, gustoća leda se povećava, prolazeći kroz kritičnu oznaku od 4 stupnja, a tek nakon toga počinje se smanjivati s povećanjem temperature. Međutim, u običnim tekućinama uvijek se smanjuje u procesu hlađenja. Ova činjenica nalazi potpuno znanstveno objašnjenje. Što je temperatura viša, to su molekule brže. To dovodi do njihovog odvajanja i, sukladno tome, tvar postaje labavija. Zagonetka vode također leži u činjenici da, unatoč povećanjubrzina molekula s porastom temperature,
njegova gustoća se smanjuje samo pri visokim temperaturama.
Druga zagonetka leži u pitanjima: "Zašto led može plutati na površini vode?", "Zašto se u rijekama ne smrzne do dna?" Činjenica je da je gustoća leda manja od gustoće vode. A u procesu taljenja bilo koje druge tekućine, njezina se gustoća pokazuje manjom od gustoće kristala. To je zbog činjenice da u potonjem molekule imaju određenu periodičnost i redovito su raspoređene. To je tipično za kristale bilo koje tvari. No, osim toga, njihove su molekule prilično gusto “upakirane”. U procesu taljenja kristala nestaje pravilnost, što je moguće samo s manje gustom vezom molekula. Sukladno tome, gustoća tvari se smanjuje u procesu taljenja. Ali ovaj se kriterij poprilično mijenja, na primjer, pri topljenju metala smanjuje se u prosjeku za samo 3 posto.
Međutim, gustoća leda je deset posto manja od gustoće vode. Stoga možemo reći da je ovaj skok anomalan ne samo po svom predznaku, već i po veličini.
Ove se zagonetke objašnjavaju posebnostima strukture leda. To je mreža vodikovih veza, gdje ih ima četiri na svakom čvoru. Stoga se mreža naziva četverostruka. Svi kutovi u njemu jednaki su qT, pa se naziva tetraedarski. Štoviše, sastoji se od šesteročlanih prstenova zakrivljenog oblika.
Obilježje strukture čvrste vode je tolabavo upakirane u njega molekule. Da su u bliskom odnosu, tada bi gustoća leda bila 2,0 g/cm3, dok je u stvarnosti 0,92 g/cm3. Iz ovoga je trebao slijediti zaključak da bi prisutnost velikih prostornih volumena trebala dovesti do pojave nestabilnosti. Zapravo, mreža ne postaje manje jaka, ali se može obnoviti. Led je toliko jak materijal da su čak i preci modernih Eskima naučili graditi svoje kolibe od njega. Do danas stanovnici Arktika koriste ledeni beton kao građevinski materijal. Sukladno tome, s povećanjem pritiska, struktura leda se mijenja. Upravo ta stabilnost čini glavno svojstvo vodikovih veza mreža između H2O molekula. Sukladno tome, svaka molekula vode zadržava četiri vodikove veze u tekućem stanju, ali u isto vrijeme kutovi postaju različiti od qT, što dovodi do činjenice da je gustoća leda manja od gustoće vode.
