Su gizemli bir sıvıdır. Bunun nedeni, özelliklerinin çoğunun anormal olması, yani. diğer sıvılardan farklıdır. Bunun nedeni, sıcaklık ve basınçla değişen moleküller arasındaki hidrojen bağlarından kaynaklanan özel yapısında yatmaktadır. Buz da bu benzersiz özelliklere sahiptir. Yoğunluğun ρ=m/V formülü kullanılarak belirlenebileceğini söylemeye değer. Buna göre, bu kriter, birim hacim başına ortamın maddesinin kütlesinin incelenmesi yoluyla oluşturulabilir.
Buz ve suyun bazı özelliklerine bakalım. Örneğin yoğunluk anomalisi. Eridikten sonra, buzun yoğunluğu 4 derecelik kritik bir işaretten geçerek artar ve ancak bundan sonra artan sıcaklıkla azalmaya başlar. Ancak sıradan sıvılarda soğuma sürecinde daima azalır. Bu gerçek tamamen bilimsel bir açıklama buluyor. Sıcaklık ne kadar yüksek olursa, moleküller o kadar hızlı olur. Bu, onları birbirinden ayırmaya yol açar ve buna göre madde gevşer. Su bilmecesi aynı zamanda, artışa rağmenartan sıcaklıkla moleküllerin hızı,
yoğunluğu sadece yüksek sıcaklıklarda azalır.
İkinci bilmece şu sorularda yatıyor: "Buz neden suyun yüzeyinde yüzebilir?", "Nehirlerde neden dibe kadar donmaz?" Gerçek şu ki, buzun yoğunluğu sudan daha düşüktür. Ve başka herhangi bir sıvıyı eritme sürecinde, yoğunluğunun bir kristalinkinden daha az olduğu ortaya çıkıyor. Bunun nedeni, ikincisinde moleküllerin belirli bir periyodikliğe sahip olmaları ve düzenli olarak düzenlenmesidir. Bu, herhangi bir maddenin kristalleri için tipiktir. Ancak bunun yanında molekülleri oldukça yoğun bir şekilde “paketlenmiştir”. Kristal erime sürecinde, yalnızca daha az yoğun bir molekül bağı ile mümkün olan düzenlilik ortadan kalkar. Buna göre, erime sürecinde maddenin yoğunluğu azalır. Ancak bu kriter biraz değişiyor, örneğin metalleri eritirken ortalama sadece yüzde 3 oranında düşüyor.
Ancak, buzun yoğunluğu suyun yoğunluğundan yüzde on daha azdır. Dolayısıyla bu sıçramanın sadece işaretiyle değil büyüklüğüyle de anormal olduğunu söyleyebiliriz.
Bu bulmacalar, buz yapısının özellikleriyle açıklanıyor. Her düğümde dördü bulunan hidrojen bağlarından oluşan bir ızgaradır. Bu nedenle, ızgaraya dörtlü denir. İçindeki tüm açılar qT'ye eşittir, bu nedenle tetrahedral olarak adlandırılır. Ayrıca, kavisli bir şekle sahip altı üyeli halkalardan oluşur.
Katı suyun yapısının bir özelliği,gevşek bir şekilde paketlenmiş moleküller. Aralarında yakın bir ilişki olsaydı, buzun yoğunluğu 2,0 g/cm3, gerçekte 0,92 g/cm3 olurdu. Bundan, büyük uzaysal hacimlerin varlığının kararsızlık görünümüne yol açması gerektiği sonucuna varılması gerekirdi. Aslında, ızgara daha az güçlü hale gelmez, ancak yeniden inşa edilebilir. Buz o kadar güçlü bir malzeme ki, modern Eskimoların ataları bile kulübelerini ondan inşa etmeyi öğrendi. Bu güne kadar, Kuzey Kutbu sakinleri bir yapı malzemesi olarak buz betonu kullanıyor. Buna göre, artan basınçla buzun yapısı değişir. H2O molekülleri arasındaki ağların hidrojen bağlarının ana özelliğini oluşturan bu kararlılıktır. Buna göre, her su molekülü sıvı halde dört hidrojen bağı tutar, ancak aynı zamanda açılar qT'den farklı olur, bu da buzun yoğunluğunun suyunkinden daha az olmasına yol açar.
