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冰是水的固体形态，水在低温下凝结为冰，一般在零度以下形成冰，如果水里杂质多零度也能结冰。冰，是由水分子有序排列形成的结晶，水分子间靠氢键连接在一起形成非常“开阔”的刚性结构。
水在4℃以上是符合热胀冷缩的。水在低于4℃时热缩冷胀，导致密度下降，而大于4℃时，则恢复热胀冷缩。这是水最重要也是有价值的特性之一。
这是保障生物存在的很重要的一点，当水结冰的时候，冰的密度小，能浮在水面，可以保障水下生物的生存。当天暖的时候，冰在上面，也是最先解冻。但如果冰的密度比水大，冰会不断沉到水下，天暖的时候也不会解冻，来年上面的水继续冰冻，直到所有的水都成了冰，那所有的水生生物都不会存在了。