Quando l'acqua si congela, le molecole rallentano e assumono una posizione fissa, anche se non nel modo in cui si potrebbe pensare. L'acqua è composta da molecole con due atomi di idrogeno e un atomo di ossigeno, ma quelle molecole non si limitano a muoversi come unità. Si potrebbe pensare che si fermerebbero tutti, perché la Terza Legge della Termodinamica dice che l'entropia cade con la temperatura, avvicinandosi allo zero. Tuttavia, il ghiaccio non mostra quella proprietà, che è una delle ragioni per cui il ghiaccio è l'unico solido meno denso del suo stato liquido.
I ricercatori hanno scoperto che gli atomi di ossigeno nell'acqua si depositano in una struttura ordinata con una forma cristallina ma che gli atomi di idrogeno non si adattano a un modello. Fanno smettere di muoversi (dopotutto, fa parte del diventare un solido), ma non rimangono con gli atomi di ossigeno. Questa è una delle ragioni per cui la creazione di ghiaccio è meno efficiente in termini di spazio. Una mancanza di efficienza nello spazio porta ad una densità inferiore, motivo per cui se una bottiglia di vetro viene immessa nel congelatore, esploderà. Lo spazio all'interno del ghiaccio è più grande di quanto lo spazio fosse all'interno dell'acqua, e deve spingere attraverso il vetro.
