水的密度為何在4攝氏度時最大

是因為水有締合性。水在4攝氏度時密度最大，由於水分子間有氫鍵締合這樣的特殊結構所決定的。根據近代X射線的研究，證明了冰具有四面體的晶體結構。這個四面體是通過氫鍵形成的，是一個敞開式的鬆弛結構，因為五個水分子不能把全部四面體的體積佔完，在冰中氫鍵把這些四面體聯絡起來，成為一個整體。這種通過氫鍵形成的定向有序排列，空間利用率較小，因此冰的密度較小。