水变成冰体积变大的原因主要与分子结构变化和氢键作用力有关，具体可归纳为以下四点：
分子排列规律化
液态水分子无序排列，而结冰后形成规则的晶体结构（如六方晶系），氢键将水分子固定在特定位置，导致分子间距增大。
氢键作用力减弱
液态水中氢键频繁断裂与形成，维持分子紧密堆积；结冰后氢键形成固定网络，削弱了分子间的吸引力，使宏观体积膨胀。
密度变化导致体积增大
水的密度为1.0×10³kg/m³，冰的密度降至0.9×10³kg/m³。质量不变时，密度减小导致体积增大，体积增约1/11（0℃时水体积最小）。
反常热胀冷缩现象
水在4℃以下热缩冷胀，0℃结冰时密度降低，宏观表现为体积膨胀。这一特性与分子间氢键和氢键网络结构密切相关。
总结 ：水结冰时分子排列有序化、氢键作用减弱及密度降低共同作用，导致体积异常膨胀，这是水独特的物理性质。
温馨提示：
