En la figura aparece la estructura cristalina del hielo. Las esferas rojas representan átomos de oxígeno y las blancas átomos de hidrógeno. El hielo es un sólido formado por moléculas de agua unidas por enlaces de hidrógeno. Cada molécula de agua es el centro de un tetraedro que tendría en los vértices otras cuatro moléculas de agua. Cada molécula de agua tiene un átomo de oxígeno unido covalentemente a dos hidrógenos.

Si pasas el ratón por la fotografía observarás cómo cada molécula de agua forma cuatro enlaces de hidrógeno: uno con cada hidrógeno y dos con el oxígeno ( en las direcciones de los pares solitarios de éste). En el dibujo se aprecia como esta distribución de moléculas deja huecos hexagonales.

Esta gran cantidad de espacio vacío hace que la densidad del hielo sea menor que la del agua y por eso cuando el agua se congela aumenta su volumen. El hecho de que el hielo tenga menor densidad que el agua posibilita la vida en lagos y mares en regiones muy frías, ya que la capa superficial de agua que se congela en invierno no se hunde y no se acumula hielo en el fondo, lo que permite que continue la vida vegetal y animal en bajo la superficie.