先说明一下，热胀冷缩只是人们由日常生活中的经验所总结的，虽然适用于大部分物质，但是不是所有物质的属性。
热胀冷缩是因为分子受热后运动更加剧烈，导致的分子间的距离增加了；反之成立。
但是分子间的距离不是单单由分子热运动这一个原因说导致的，所以当有其他因素时，情况就会改变的。
再说到水，导致水于冰密度不一的原因大概有：
1、水在液态时会溶解一定量的空气，在结冰时空气也成了气态，所以空气的体积变大了，但是空气却还在水里；
2、冰的分子结构是导致其密度大于水的重要因素。
就像是
碳单质
一样，其分子组成的结构不同，那么密度也不同；而由水变成冰的过程中，其分子的排列结构也变化了，所以密度变化
这和氢键有关
液态水中水分子排布不规则，凝固后，排布变规则了，由于氢键的作用，水分子间形成四面体结构，使得水分子间的空隙变大，所以水变冰后体积增大。含氢键的无机物质主要有水、氨和氟化氢，他们在凝固时都变成空间多面体（水、氨为四面体，氟化氢为空间双链结构），所以他们都会冷胀。有机化学中大部分含氧衍生物都可能有氢键，但是基于碳架的影响，其氢键形成情况会非常复杂
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