Внутри воды при снижении температуры до +4 °С тоже уменьшаются расстояния между молекулами и небольшими ассоциатами (группы молекул Н2О). За счет уменьшения интенсивности колебаний атомов уменьшаются размеры самих молекул, что приводит к увеличению плотности воды. Но затем происходит процесс кристаллизации с образованием дополнительных водородных связей, получаются ассоциаты крупных размеров с полостями внутри. Кристаллизация приводит к уменьшению плотности, а следовательно, к возрастанию объема