पानी एक रहस्यमयी तरल है। यह इस तथ्य के कारण है कि इसके अधिकांश गुण विषम हैं, अर्थात। अन्य द्रव्यों से भिन्न। कारण इसकी विशेष संरचना में निहित है, जो अणुओं के बीच हाइड्रोजन बांड के कारण होता है जो तापमान और दबाव के साथ बदलते हैं। बर्फ में भी ये अनोखे गुण होते हैं। यह कहने योग्य है कि घनत्व को सूत्र=m/V का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है। तदनुसार, इस मानदंड को माध्यम के पदार्थ के द्रव्यमान के प्रति इकाई आयतन के अध्ययन के माध्यम से स्थापित किया जा सकता है।
आइए बर्फ और पानी के कुछ गुणों पर नजर डालते हैं। उदाहरण के लिए, घनत्व विसंगति। पिघलने के बाद, बर्फ का घनत्व 4 डिग्री के महत्वपूर्ण निशान से गुजरते हुए बढ़ता है, और उसके बाद ही यह बढ़ते तापमान के साथ घटने लगता है। हालांकि, सामान्य तरल पदार्थों में, यह हमेशा ठंडा होने की प्रक्रिया में कम हो जाता है। यह तथ्य पूरी तरह से वैज्ञानिक व्याख्या पाता है। तापमान जितना अधिक होगा, अणु उतने ही तेज होंगे। यह उन्हें अलग धकेलता है, और तदनुसार, पदार्थ शिथिल हो जाता है। पानी की पहेली इस बात में भी है कि, वृद्धि के बावजूदबढ़ते तापमान के साथ अणुओं की गति,
उच्च तापमान पर ही इसका घनत्व घटता है।
दूसरी पहेली प्रश्नों में निहित है: "बर्फ पानी की सतह पर क्यों तैर सकती है?", "यह नदियों में नीचे तक क्यों नहीं जमती?" तथ्य यह है कि बर्फ का घनत्व पानी की तुलना में कम होता है। और किसी अन्य द्रव के पिघलने की प्रक्रिया में उसका घनत्व क्रिस्टल के घनत्व से कम हो जाता है। यह इस तथ्य के कारण है कि उत्तरार्द्ध में अणुओं की एक निश्चित आवधिकता होती है और नियमित रूप से व्यवस्थित होते हैं। यह किसी भी पदार्थ के क्रिस्टल के लिए विशिष्ट है। हालाँकि, इसके अलावा, उनके अणु सघन रूप से "पैक" होते हैं। क्रिस्टल के पिघलने की प्रक्रिया में, नियमितता गायब हो जाती है, जो अणुओं के कम घने बंधन के साथ ही संभव है। तदनुसार, पिघलने की प्रक्रिया में पदार्थ का घनत्व कम हो जाता है। लेकिन यह मानदंड काफी बदल जाता है, उदाहरण के लिए, धातुओं को पिघलाने पर यह औसतन केवल 3 प्रतिशत कम हो जाती है।
हालांकि, बर्फ का घनत्व पानी के घनत्व से दस प्रतिशत कम है। इसलिए, हम कह सकते हैं कि यह छलांग न केवल अपने संकेत में, बल्कि इसके परिमाण में भी विषम है।
इन पहेलियों को बर्फ की संरचना की ख़ासियत से समझाया गया है। यह हाइड्रोजन बांड का एक ग्रिड है, जहां प्रत्येक नोड में चार होते हैं। इसलिए, ग्रिड को चौगुना कहा जाता है। इसमें सभी कोण qT के बराबर होते हैं, इसलिए इसे चतुष्फलकीय कहते हैं। इसके अलावा, इसमें घुमावदार आकार के छह-सदस्यीय छल्ले होते हैं।
ठोस जल की संरचना की एक विशेषता यह है किइसमें शिथिल रूप से पैक किए गए अणु। यदि वे निकट संबंध में होते, तो बर्फ का घनत्व 2.0 g/cm3 होता, जबकि वास्तव में यह 0.92 g/cm3 होता है। इससे यह निष्कर्ष निकाला जाना चाहिए कि बड़े स्थानिक खंडों की उपस्थिति से अस्थिरता का आभास होना चाहिए। वास्तव में, ग्रिड कम मजबूत नहीं होता है, लेकिन इसे फिर से बनाया जा सकता है। बर्फ इतनी मजबूत सामग्री है कि आधुनिक एस्किमो के पूर्वजों ने भी इससे अपनी झोपड़ियां बनाना सीखा। आज तक, आर्कटिक के निवासी निर्माण सामग्री के रूप में बर्फ कंक्रीट का उपयोग करते हैं। तदनुसार, बढ़ते दबाव के साथ, बर्फ की संरचना बदल जाती है। यह वह स्थिरता है जो H2O अणुओं के बीच नेटवर्क के हाइड्रोजन बांड की मुख्य संपत्ति का गठन करती है। तदनुसार, प्रत्येक जल अणु तरल अवस्था में चार हाइड्रोजन बंध बनाए रखता है, लेकिन साथ ही कोण qT से भिन्न हो जाते हैं, जिससे यह तथ्य सामने आता है कि बर्फ का घनत्व पानी के घनत्व से कम है।
