Wenn Wasser gefriert, verlangsamen sich die Moleküle und nehmen eine feste Position ein, wenn auch nicht ganz so, wie man meinen könnte. Wasser besteht aus Molekülen mit zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom, aber diese Moleküle hören nicht einfach auf, sich als Einheiten zu bewegen. Man könnte meinen, sie würden alle aufhören, denn der dritte Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die Entropie mit der Temperatur sinkt und nahe Null wird. Eis weist diese Eigenschaft jedoch nicht auf, was ein Grund dafür ist, warum Eis der einzige Feststoff ist, der weniger dicht als sein flüssiger Zustand ist.
Forscher haben herausgefunden, dass sich die Sauerstoffatome im Wasser in einer geordneten Struktur mit kristalliner Form absetzen, die Wasserstoffatome jedoch nicht in ein Muster passen. Sie hören auf sich zu bewegen (schließlich gehört das zum Festwerden dazu), aber sie bleiben nicht bei den Sauerstoffatomen. Dies ist ein Grund, warum die Eiserzeugung weniger platzsparend ist. Mangelnde Raumeffizienz führt zu einer geringeren Dichte, weshalb eine Glasflasche Wasser, die in den Gefrierschrank gestellt wird, explodiert. Der Raum im Eis ist größer als der Raum im Wasser, und es muss durch das Glas geschoben werden.
