Voda je tajemná kapalina. Je to dáno tím, že většina jeho vlastností je anomálních, tzn. odlišná od ostatních kapalin. Důvod spočívá v jeho speciální struktuře, která je způsobena vodíkovými vazbami mezi molekulami, které se mění s teplotou a tlakem. Tyto jedinečné vlastnosti má i led. Stojí za zmínku, že hustotu lze určit pomocí vzorce ρ=m/V. V souladu s tím lze toto kritérium stanovit studiem hmotnosti substance média na jednotku objemu.
Pojďme se podívat na některé vlastnosti ledu a vody. Například anomálie hustoty. Po tání se hustota ledu zvyšuje, prochází kritickou značkou 4 stupňů a teprve poté se začíná s rostoucí teplotou snižovat. V běžných kapalinách však v procesu ochlazování vždy klesá. Tato skutečnost nachází zcela vědecké vysvětlení. Čím vyšší teplota, tím rychlejší jsou molekuly. To vede k jejich odtlačování a v důsledku toho se látka uvolňuje. Hádanka vody spočívá i v tom, že i přes nárůstrychlost molekul s rostoucí teplotou,
jeho hustota klesá pouze při vysokých teplotách.
Druhá hádanka spočívá v otázkách: "Proč může led plavat na hladině?", "Proč v řekách nezamrzá ke dnu?" Faktem je, že hustota ledu je nižší než hustota vody. A v procesu tavení jakékoli jiné kapaliny se její hustota ukáže být menší než hustota krystalu. To je způsobeno skutečností, že v druhém mají molekuly určitou periodicitu a jsou uspořádány pravidelně. To je typické pro krystaly jakýchkoliv látek. Kromě toho jsou však jejich molekuly „nabaleny“poměrně hustě. V procesu tání krystalu mizí pravidelnost, což je možné pouze při méně husté vazbě molekul. V souladu s tím se hustota látky v procesu tavení snižuje. Toto kritérium se ale dost mění, například při tavení kovů klesá v průměru jen o 3 procenta.
Hustota ledu je však o deset procent menší než hustota vody. Můžeme tedy říci, že tento skok je anomální nejen svým znamením, ale také svou velikostí.
Tyto hádanky jsou vysvětleny zvláštnostmi struktury ledu. Jde o mřížku vodíkových vazeb, kde jsou v každém uzlu čtyři. Proto se mřížka nazývá čtyřnásobná. Všechny úhly v něm jsou rovny qT, proto se nazývá čtyřstěnný. Navíc se skládá ze šestičlenných prstenců zakřiveného tvaru.
Rysem struktury pevné vody je tov něm volně nabalené molekuly. Pokud by byly v těsném vztahu, pak by hustota ledu byla 2,0 g/cm3, zatímco ve skutečnosti je to 0,92 g/cm3. Z toho měl vyplývat závěr, že přítomnost velkých prostorových objemů by měla vést ke zdání nestability. Mřížka se ve skutečnosti nezmenšuje, ale lze ji znovu postavit. Led je tak pevný materiál, že se z něj naučili stavět své chýše i předci moderních Eskymáků. Obyvatelé Arktidy dodnes používají jako stavební materiál ledový beton. V souladu s tím se s rostoucím tlakem mění struktura ledu. Právě tato stabilita tvoří hlavní vlastnost vodíkových vazeb sítí mezi molekulami H2O. V souladu s tím si každá molekula vody zachovává čtyři vodíkové vazby v kapalném stavu, ale zároveň se úhly liší od qT, což vede k tomu, že hustota ledu je menší než hustota vody.
