Су – жұмбақ сұйықтық. Бұл оның қасиеттерінің көпшілігінің аномальді болуына байланысты, т.б. басқа сұйықтықтардан ерекшеленеді. Оның себебі температура мен қысымға байланысты өзгеретін молекулалар арасындағы сутектік байланыстарға байланысты оның ерекше құрылымында жатыр. Мұздың да осындай ерекше қасиеттері бар. Айта кету керек, тығыздықты ρ=м/В формуласы арқылы анықтауға болады. Сәйкесінше, бұл критерийді көлем бірлігіне шаққандағы орта затының массасын зерттеу арқылы анықтауға болады.
Мұз бен судың кейбір қасиеттерін қарастырайық. Мысалы, тығыздық аномалиясы. Ерігеннен кейін мұздың тығыздығы артып, 4 градус сыни белгіден өтеді, содан кейін ғана ол температураның жоғарылауымен төмендей бастайды. Дегенмен, қарапайым сұйықтықтарда ол әрқашан салқындату процесінде азаяды. Бұл факт толығымен ғылыми түсініктеме табады. Температура неғұрлым жоғары болса, молекулалар соғұрлым жылдамырақ болады. Бұл олардың бір-бірінен итеріп кетуіне әкеледі, тиісінше, зат бос болады. Судың жұмбағы да ұлғайғанымен, осында жатыртемператураның жоғарылауымен молекулалардың жылдамдығы,
оның тығыздығы тек жоғары температурада төмендейді.
Екінші жұмбақ: «Мұз неліктен су бетінде қалқып жүреді?», «Неліктен өзендерде түбіне дейін қатпайды?» деген сұрақтарда жатыр. Өйткені, мұздың тығыздығы суға қарағанда төмен. Ал кез келген басқа сұйықтықты балқыту процесінде оның тығыздығы кристалдан аз болып шығады. Бұл соңғыларында молекулалардың белгілі бір периодтылығымен және жүйелі түрде орналасуымен байланысты. Бұл кез келген заттардың кристалдарына тән. Сонымен қатар, олардың молекулалары өте тығыз «оралған». Кристаллды балқыту процесінде заңдылық жоғалады, бұл молекулалардың азырақ тығыз байланысымен ғана мүмкін. Сәйкесінше, балқу процесінде заттың тығыздығы төмендейді. Бірақ бұл критерий біршама өзгереді, мысалы, металдарды балқытқанда ол орташа есеппен 3 пайызға ғана төмендейді.
Алайда мұздың тығыздығы судың тығыздығынан он пайызға аз. Демек, бұл секіріс тек белгісі бойынша ғана емес, сонымен бірге мөлшері бойынша да аномальді деп айта аламыз.
Бұл басқатырғыштар мұз құрылымының ерекшеліктерімен түсіндіріледі. Бұл әр түйінде төрттен болатын сутегі байланыстарының торы. Сондықтан тор төрттік деп аталады. Ондағы барлық бұрыштар qT-ға тең, сондықтан оны тетраэдр деп атайды. Оның үстіне ол иілген пішінді алты мүшелі сақиналардан тұрады.
Қатты судың құрылымының ерекшелігі солонда молекулалар еркін оралған. Егер олар тығыз байланыста болса, онда мұздың тығыздығы 2,0 г/см3 болар еді, ал шын мәнінде ол 0,92 г/см3. Бұдан үлкен кеңістіктік көлемдердің болуы тұрақсыздықтың пайда болуына әкелетін қорытынды шығару керек еді. Шын мәнінде, тордың күші азаймайды, бірақ оны қайта құруға болады. Мұздың берік материал екені сонша, тіпті қазіргі эскимостардың ата-бабалары да одан саятшылық жасауды үйренген. Арктика тұрғындары бүгінгі күнге дейін құрылыс материалы ретінде мұзды бетонды пайдаланады. Тиісінше, қысымның жоғарылауымен мұздың құрылымы өзгереді. Н2O молекулалары арасындағы желілердің сутегі байланыстарының негізгі қасиетін құрайтын осы тұрақтылық. Сәйкесінше, әрбір су молекуласы сұйық күйде төрт сутегі байланысын сақтайды, бірақ сонымен бірге бұрыштар qT-дан өзгеше болады, бұл мұздың тығыздығы судан азырақ болуына әкеледі.
