Eis schwimmt im Wasser, weil die feste Phase des Wassers im Gegensatz zu den meisten Substanzen weniger dicht ist als die flüssige Phase. Wenn Wasser gefriert, dehnt es sich leicht aus und die resultierende Dichteänderung reicht aus, um Eiswürfel in einem Glas Wasser schwimmen lassen.
Die Ausdehnung von Eis am Gefrierpunkt ist auf die polare Struktur der Wassermoleküle zurückzuführen. In der flüssigen Phase sind Wassermoleküle ständig in Bewegung und können eng zusammengepackt werden. Bei sinkender Temperatur beginnen die Moleküle jedoch, hexagonale Kristalle zu bilden. Die in diesen Kristallen entstehenden Wasserstoffbrücken ordnen die Moleküle so an, dass zwischen ihnen mehr Raum vorhanden ist als in der flüssigen Phase, was zu einer Volumenausdehnung von rund 8,3 Prozent führt. Da das Wasser, das das Eis verdrängt, jetzt weniger wiegt als das Eis selbst, hat Eis Auftrieb und schwimmt.
Diese einzigartige Eigenschaft ist wichtig für die Entwicklung des Lebens auf der Erde. Weil Eis schwimmt, bilden Flüsse und Bäche im Winter eine Eisschicht. Wenn sich Wasser wie die meisten anderen Feststoffe verhalten würde und beim Abkühlen dichter würde, würde dieses Eis auf den Boden jedes Gewässers fallen, es festfrieren und alle Lebewesen unter der Oberfläche töten.
