水的電子式是:H:O:H
當溫度在0℃水未結冰時,大多數水分子是以(H₂O)3的締合分子存在,當溫度升高到3.98℃(101.325kPa)時水分子多以(H₂O)2締合分子形式存在,分子佔據空間相對減小,此時水的密度最大。
如果溫度再繼續升高在3.982℃以上,一般物質熱脹冷縮的規律即占主導地位了。水溫降到0℃時,水結成冰,水結冰時幾乎全部分子締合在一起成為一個巨大的締合分子。