反膨胀：水在0℃—4℃之间具有反膨胀特性。4℃时，密度最大(1.00g/cm3)；冷到0℃结成的冰，密度反而减小(0.92g/cm3)也就是说热缩（指4℃）冷涨（指0℃）

原因：主要由分子排列决定。

由于水分子有很强的极性，能通过氢键结合成缔合分子。如图1所示

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℃(101kPa)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)，如图2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。