Setiap molekul air terdiri dari satu atom oksigen yang berikatan dengan dua atom hidrogen.
Fakta ini tercermin dalam formula kimia untuk air adalah H2O.
Molekul air cenderung saling tertarik oleh ikatan hidrogen yang lebih lemah.
Ini terbentuk antara atom hidrogen bermuatan positif dan atom oksigen bermuatan negatif dalam molekul air terdekat.
Di dalam air panas, molekul H2O merengang dan bergerak-gerak dengan bebas.
Namun dalam air dingin yang memiliki suhu rendah, energi gerak molekul menjadi menurun.
Ketika gerak molekul menurun, ikatan hidrogen yang lebih lemah mulai memisahkan atom-atom oksigen bermuatan negatif, membentuk struktur sarang lebah kristal yang kaku atau disebut es.
Molekul air dalam es mengambil sekitar 9 persen lebih banyak ruang daripada air cair.