Между молекулами воды существует хотя и не постоянная, но с большой вероятностью осуществляющаяся в каждый данный момент водородная связь. Она обусловлена как бы избытком положительного заряда у водорода после соединения его с кислородом. Водородный ион (протон) очень мал, диаметр его в тысячи раз меньше диаметра остальных ионов, поэтому он исключительно близко подходит к ионам кислорода соседних молекул, не испытывая отталкивания со стороны их электронных оболочек, поскольку у самого иона водорода электронов не имеется.
Статистически наиболее вероятная в данный момент упорядоченность в расположении молекул воды такова, что каждая из них имеет только четыре соседки Л 2). Ближайшее расстояние между молекулами воды не меньше 2,76 А (2,76- Ю-9 м), т. е. в 2,5 раза больше, чем в жидкой двуокиси углерода (углекислоты).
Такая рыхлая упаковка воды, при которой каждая молекула связана с четырьмя своими ближайшими соседками, сохраняется не только в интервале температур от О до 4° С, когда сильнее всего сказывается наследие ледяной структуры. .Четверная упорядоченность остается заметной до температуры 27° С, при которой вода в противоположность другим жидкостям обладает минимальной теплоемкостью.
Постоянная и не только ближняя, но и сквозная упорядоченность расположения молекул Н20 с таким малым координационным числом, как 4, осуществляется в процессе превращения воды в лед. Каждые пять взаимосвязанных молекул льда образуют жесткий тетраэдр с одной молекулой в ядре. Ионы кислорода располагаются в узлах редкой кристаллической решетки льда.
