წყალი იდუმალი სითხეა. ეს გამოწვეულია იმით, რომ მისი თვისებების უმეტესობა ანომალიურია, ე.ი. განსხვავდება სხვა სითხეებისგან. მიზეზი მის სპეციალურ სტრუქტურაშია, რაც განპირობებულია მოლეკულებს შორის წყალბადის ბმებით, რომლებიც იცვლება ტემპერატურისა და წნევის მიხედვით. ყინულსაც აქვს ეს უნიკალური თვისებები. აღსანიშნავია, რომ სიმკვრივის დადგენა შესაძლებელია ფორმულით ρ=m/V. შესაბამისად, ეს კრიტერიუმი შეიძლება დადგინდეს საშუალო ნივთიერების მასის შესწავლით ერთეულ მოცულობაზე.
მოდით გადავხედოთ ყინულისა და წყლის ზოგიერთ თვისებას. მაგალითად, სიმკვრივის ანომალია. დნობის შემდეგ ყინულის სიმკვრივე იზრდება, გადის კრიტიკულ ნიშანს 4 გრადუსზე და მხოლოდ ამის შემდეგ იწყებს კლებას ტემპერატურის მატებასთან ერთად. თუმცა ჩვეულებრივ სითხეებში ის ყოველთვის მცირდება გაგრილების პროცესში. ეს ფაქტი სრულიად მეცნიერულ ახსნას პოულობს. რაც უფრო მაღალია ტემპერატურა, მით უფრო სწრაფია მოლეკულები. ეს იწვევს მათ დაშორებას და, შესაბამისად, ნივთიერება უფრო ფხვიერი ხდება. წყლის გამოცანა ასევე მდგომარეობს იმაში, რომ მიუხედავად გაზრდისამოლეკულების სიჩქარე ტემპერატურის მატებასთან ერთად,
მისი სიმკვრივე მცირდება მხოლოდ მაღალ ტემპერატურაზე.
მეორე გამოცანა მდგომარეობს კითხვებში: "რატომ შეიძლება ყინული ცურავს წყლის ზედაპირზე?", "რატომ არ იყინება მდინარეებში ფსკერამდე?" ფაქტია, რომ ყინულის სიმკვრივე უფრო დაბალია, ვიდრე წყლის. და ნებისმიერი სხვა სითხის დნობის პროცესში მისი სიმკვრივე ბროლისზე ნაკლები აღმოჩნდება. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ამ უკანასკნელში მოლეკულებს აქვთ გარკვეული პერიოდულობა და რეგულარულად არიან განლაგებული. ეს დამახასიათებელია ნებისმიერი ნივთიერების კრისტალებისთვის. თუმცა, ამის გარდა, მათი მოლეკულები საკმაოდ მჭიდროდ არის „შეფუთული“. კრისტალების დნობის პროცესში ქრება კანონზომიერება, რაც შესაძლებელია მხოლოდ მოლეკულების ნაკლებად მკვრივი კავშირით. შესაბამისად, ნივთიერების სიმკვრივე კლებულობს დნობის პროცესში. მაგრამ ეს კრიტერიუმი საკმაოდ იცვლება, მაგალითად, ლითონების დნობისას ის მცირდება საშუალოდ მხოლოდ 3 პროცენტით.
თუმცა, ყინულის სიმკვრივე ათი პროცენტით ნაკლებია წყლის სიმკვრივეზე. მაშასადამე, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ეს ნახტომი არა მხოლოდ თავისი ნიშნით, არამედ სიდიდითაც ანომალიურია.
ეს თავსატეხები აიხსნება ყინულის სტრუქტურის თავისებურებებით. ეს არის წყალბადის ბმების ბადე, სადაც არის ოთხი მათგანი თითოეულ კვანძში. აქედან გამომდინარე, ბადე ეწოდება ოთხმაგად. მასში არსებული ყველა კუთხე ტოლია qT-ს, ამიტომ მას ტეტრაჰედრული ეწოდება. გარდა ამისა, იგი შედგება მრუდის ფორმის ექვსწევრიანი რგოლებისგან.
მყარი წყლის სტრუქტურის თავისებურება ის არისმასში თავისუფლად შეფუთული მოლეკულები. თუ ისინი მჭიდრო ურთიერთობაში იყვნენ, მაშინ ყინულის სიმკვრივე იქნებოდა 2,0 გ/სმ3, სინამდვილეში კი 0,92 გ/სმ3. აქედან უნდა გამოსულიყო დასკვნა, რომ დიდი სივრცითი მოცულობების არსებობამ უნდა გამოიწვიოს არასტაბილურობის გამოჩენა. სინამდვილეში, ბადე არ ხდება ნაკლებად ძლიერი, მაგრამ მისი აღდგენა შესაძლებელია. ყინული ისეთი ძლიერი მასალაა, რომ თანამედროვე ესკიმოსების წინაპრებმაც კი ისწავლეს მისგან ქოხის აგება. დღემდე არქტიკის მაცხოვრებლები სამშენებლო მასალად ყინულის ბეტონს იყენებენ. შესაბამისად, წნევის მატებასთან ერთად იცვლება ყინულის სტრუქტურა. სწორედ ეს სტაბილურობა წარმოადგენს H2O მოლეკულებს შორის ქსელების წყალბადური ბმების ძირითად თვისებას. შესაბამისად, თითოეული წყლის მოლეკულა ინარჩუნებს ოთხ წყალბადურ კავშირს თხევად მდგომარეობაში, მაგრამ ამავე დროს კუთხეები განსხვავდება qT-სგან, რაც იწვევს იმ ფაქტს, რომ ყინულის სიმკვრივე წყლის სიმკვრივეზე ნაკლებია.
