ನೀರಿನ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ತಾಪದ ಮೇಲೆ ಅವಲಂಬಿಸಿರುವಂಥದ್ದು ಆದರೆ ಅವುಗಳ ಸಂಬಂದ್ಧ ರೇಖಾನುಕ್ರಮದಲ್ಲಷ್ಟೇ ಅಲ್ಲಾ ಏಕತಾನದ್ದೂ ಅಲ್ಲ (ಬಲಗಡೆ ಕೊಟ್ಟಿರುವ ಟೇಬಲ್ ನೋಡಿ). ದ್ರವ ನೀರನ್ನು ಕೋಣೆಯ ತಾಪದಲ್ಲಿ ಶೈತ್ಯೀಕರಿಸಿದರೂ ಬೇರೆ ಇತರ ದ್ರವ್ಯದಂತೆ ಹೆಚ್ಚು ಸಾಂದ್ರಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಆದರೆ ಅಂದಾಜು 4 °Cಗೆ, ನೀರು ಗರಿಷ್ಠ ಸಾಂದ್ರತೆ ತಲುಪಿಬಿಡುತ್ತದೆ. ಪರಿಸರ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಇನ್ನೂ ಶೈತ್ಯೀಕರಿಸಿದರೆ ಅದು ಹಿಗ್ಗಿದಂತಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಈ ಅಸಾಮಾನ್ಯ ನಕಾರಾತ್ಮಕ ಉಷ್ಣದಾರಕವು ಬಲಿಷ್ಟ, ನೆಲೆ-ಅವಲಂಬಿತ ಹಾಗು ಅಣು ಒಳಗಿನ ಪಾರಸ್ಪರಿಕ ಕ್ರಿಯೆಯಿಂದಾಗಿ ಎಂದು ಹೇಳಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇದನ್ನು ಮೊಲ್ಟೆನ್ ಸಿಲಿಕಾದಲ್ಲಿ ಗಮನಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಅನೇಕ ದ್ರವ್ಯಗಳ ಘನ ರೂಪವು ದ್ರವದ ಅವಸ್ಥೆಗಿಂತ ದಟ್ಟವಾಗಿರುತ್ತದೆ; ಆದುದರಿಂದಲ್ಲೇ ಘನವಾದ ಒಂದು ದಿಮ್ಮಿ ಕೂಡ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಮುಳುಗುತ್ತದೆ. ಆದರೆ, ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿ, ಐಸ್‌ನ ದಿಮ್ಮಿಯೊಂದು ದ್ರವದ ನೀರಿನ ಮೇಲೆ ತೇಲುತ್ತದೆ,ಐಸ್ ದ್ರವದ ನೀರಿಗಿಂತ "ಕಡಿಮೆ" ಸಾಂದ್ರವಾಗಿರುವುದೇ ಕಾರಣವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಘನೀಕರಿಸುವುದರಿಂದ, ಐಸ್‌ನ ಸಾಂದ್ರತೆಯು 9%ರಷ್ಟು ಕಡಿಮೆಗೊಳಿಸಬಹುದು. ಅಣುಗಳ ನಡುವಣ ತರಂಗಗಳನ್ನು ಶೈತ್ಯೀಕರಣಗೊಳಿಸುವುದರಿಂದ ಇದು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಿಂದಾಗಿ ಅಣುಗಳು ತಮ್ಮ ನೆರೆ-ಹೊರೆಯ ಅಣುಗಳೊಡನೆ ದೃಢವಾದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧವನ್ನು ಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಐಸ್ Ih ಘನೀಕರಿಸುವುದರಿಂದ ಷಡ್ಭುಜೀಯ ಕಟ್ಟಿನಂತೆ ಕ್ರಮೇಣ ಸ್ಮರಣೀಯ ನೆಲೆಗಳನ್ನು ಸಾಧಿಸಿರುತ್ತದೆ. ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧವು ದ್ರವಕ್ಕಿಂತ ನೀರ್ಗಲ್ಲುಗಳಲ್ಲಿ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿರುವುದರಿಂದ ಪರಿಣಾಮಭರಿತವಾಗಿ ತಮ್ಮ ನಡುವಣ ಸಹಬಾಂಧವ್ಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಅಣುಗಳ ಸರಾಸರಿ ಸಂಖ್ಯೆಯು ಇಳಿದಿರುತ್ತದೆ ಕಾರಣ ದ್ರವವು ನ್ಯೂಕ್ಲೀಕರಣವಾಗುವ ಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ತೊಡಗಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.

ಬರೀ ಸಾಧಾರಣ ಷಡ್ಭುಜೀಯ ಐಸ್ ಮಾತ್ರ ದ್ರವಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಏರು ಒತ್ತಡದಿಂದಾಗಿ ಐಸ್ ನಾನಾ ರೀತಿಯ, ನೀರಿನ ದ್ರವಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಸಾಂದ್ರತೆವುಳ್ಳ ಅಲ್ಲೋಟ್ರಾಪಿಕ್ ರೂಪಗಳಿಗೆ ಅಂದರೆ ಹೈ ಡೆನ್ಸಿಟಿ ಆಮಾರ್ಫಸ್ ಐಸ್ (HDA) ಮತ್ತು ವೆರಿ ಹೈ ಡೆನ್ಸಿಟಿ ಆಮಾರ್ಫಸ್ ಐಸ್ (VHDA)ಗೆ ಪರಿವರ್ತನೆಯನ್ನು ಹೊಂದುತ್ತದೆ.

ತಾಪವೇರಿದಂತೆಲ್ಲಾ ನೀರೂ ಕೂಡ ಗಣನೀಯವಾಗಿ ವಿಸ್ತಾರವಾಗುತ್ತದೆ. ಕುದಿವ ಬಿಂದು ಮುಟ್ಟುತ್ತಿರುವ ಹಾಗೆಯೇ ಅದರ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಅದರ ಗರಿಷ್ಠ ಮಟ್ಟಕ್ಕಿಂತ 4%ರಷ್ಟು ಕಡಿಮೆಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.

ಮಾನದಂಡವೊಂದರ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಐಸ್‌ನ ಕರಗುವ ಬಿಂದು 0 °C (32 °F, 273 K) ಆಗಿರುತ್ತದೆ, ಆದಾಗ್ಯೂ, ಶುದ್ಧ ನೀರಿನ ದ್ರವವನ್ನು ಘನೀಕರಿಸದಯೇ ಅದರ ತಾಪಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಮಟ್ಟಕ್ಕೆ ಸೂಪರ್‌ಕೂಲ್ ಮಾಡಬಹುದು ಆದರೆ ಅದನ್ನು ಯಾಂತ್ರಿಕವಾಗಿ ಭಂಗವುಂಟು ಮಾಡಿರಬಾರದು. ಅಂದಾಜು 231 K (−42 °C) ನಷ್ಟು ಸಮಾನಜಾತೀಯ ನ್ಯೂಕ್ಲೀಕರಣದ ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ ಇದು, ಘನವಲ್ಲದ ಹರಿಯುವ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಉಳಿಯಬಹುದು. ಷಡ್ಭುಜೀಯ ಐಸ್‌ನ ಕರಗುವ ಬಿಂದು ತಕ್ಕ ಮಟ್ಟಿಗಿನ ಹೆಚ್ಚು ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುವ ಸಾಧ್ಯತೆ ಇದೆ, ಆದರೆ ಐಸ್, ತನ್ನ ಅಲ್ಲೋಟ್ರೋಗಳಿಗೆ ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಪರಿವರ್ತನೆಗೊಳ್ಳುತ್ತಿರುವಾಗಲೇ ಅದರ ಕರಗುವ ಬಿಂದು ಗಮನೀಯವಾಗಿ ಒತ್ತಡದ ಜೊತೆ ಅದು ಕ್ಕೆ ರಷ್ಟು ಏರುತ್ತದೆ (Ice VIIರ ತ್ರಿವಳಿ ಬಿಂದು). (ಕ್ರಿಸ್ಟಾಲೀನ್ ಸ್ಟೇಟ್ಸ್ ಆಫ್ ಐಸ್-ನೋಡಿ). 

ಸಾಧಾರಣ ಐಸ್ ಅನ್ನು ಕರಗಿಸಬೇಕಾದರೆ ಒತ್ತಡವು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಏರಿಕೆ ಆಗ ಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ—ಐಸ್ ಮೇಲೆ ಸ್ಕೇಟಿಂಗ್ ಅಂದರೆ ಜಾರಾಟವಾಡಿದರೆ ಆ ಒತ್ತಡದಿಂದಾಗಿ ಐಸ್‌ನ ಕರಗುವ ಬಿಂದು ಅಂದಾಜು 0.09 °C (0.16 °F)ನಷ್ಟು ಮಾತ್ರ ಕಡಿಮೆಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.

ನೀರಿನ ಈ ವಿಶೇಷ ಗುಣಗಳಿಂದಾಗಿ ಭೂಮಿಯ ಪರಿಸರ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಅದರ ಪಾತ್ರದಲ್ಲಿ ಮಹತ್ವವಾದ ಪರಿಣಾಮಗಳಿವೆ. ವಾತಾವರಣದ ತಾಪ ಎಷ್ಟೇ ಇರಲಿ, ಶುಭ್ರವಾದ ನೀರಿನ ಕೆರೆಯ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ 4 °C ನಷ್ಟು ತಾಪವುಳ್ಳ ನೀರು ನಿರಂತರವಾಗಿ ಶೇಖರಣೆಯಾಗಿರುತ್ತದೆ. ತಣ್ಣನೆಯ ಮತ್ತು ಬೆಚ್ಚನೆಯ ನೀರನ್ನು ಅತಿ ಹೆಚ್ಚು ವಿದ್ಯುತ್‌ನಿಂದ ಕಲಸಿ ಅಥವಾ ಬೆರಸಿ ನೀರನ್ನು ತಣ್ಣಗೆ ಮಾಡುವ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ವೇಗವಾಗಿ ಮಾಡದ ಹೊರತು ಆಳವಾದ ಕೆರೆಗಳಲ್ಲಿ ನೀರು ಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಹಿಮಗಡ್ಡೆಯಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಕಾರಣ ನೀರು ಮತ್ತು ಐಸ್, ಶಾಖದ ಉತ್ತಮ ವಾಹಕವಲ್ಲ (ಉತ್ತಮ ನಿರೋಧಕ) ಆಗಿರುವುದರಿಂದ. ಬೆಚ್ಚನೆಯ ವಾಯುಗುಣದಲ್ಲಿ, ಐಸ್‌ನ ದೊಡ್ದ ಚೂರುಗಳು ಆಳಕ್ಕೆ ಮುಳುಗಿ ಬಹಳ ನಿಧಾನಗತಿಯಲ್ಲಿ ಕರಗಬಹುದು. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಜಲವಾಸಿ ಜೀವಿಗಳನ್ನು ಸಂರಕ್ಷಿಸುತ್ತದೆ.

ಜಲಜನಕ ಬಂಧಕ
ನೀರು ಮತ್ತು ಐಸ್‌ನ ಸಾಂದ್ರತೆ
ವಿಲೇಯಕವಾಗಿ ನೀರು
ಅಂಟಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆ