Maddeler katı, sıvı veya gaz halinde olsalar bile, devamlı olarak hareket eden moleküllerden meydana gelmişlerdir. Bu hareket ediş gazlarda en çok, sıvılarda daha az, katılarda en azdır. Soğukluk, moleküllerin hareketlerini ağırlaştırır. Her madde, kendine has yeteri kadar düşük bir ısı derecesinde, sıvı halden katı hale geçer. Saf su, O santigrat derecesinde katılaşarak, iç yapısında buz kristalleri oluşur.
Su, normal koşullarda sıvı halde bulunur. Ancak suyun sıcaklığı, basıncı ve çevre koşulları değiştiğinde farklı hallerde bulunabilir. Su, sıcaklığı -0,1°C’ye düştüğünde donarak buz haline geçer.
Buzun oluşumu, su moleküllerinin özellikleriyle açıklanabilir. Su molekülleri, birbirlerine hidrojen bağları ile bağlanırlar. Bu hidrojen bağları, su moleküllerinin birbirine yakın olmasını sağlar ve suyun özelliklerinin oluşmasına neden olur. Bu bağlar, sıvı suyun içinde su moleküllerinin hareket etmesini engeller ve suyun yoğunluğunu artırır.
Su sıcaklığı -0,1°C’ye düştüğünde, hidrojen bağları daha da güçlenir ve su molekülleri sabit bir düzen oluşturur. Bu düzende, su molekülleri daha az hareket eder ve sıcaklık arttıkça hidrojen bağları daha da zayıflar ve su molekülleri daha serbest hareket edebilir hale gelir.
Bu nedenle, suyun sıcaklığı -0,1°C’ye düştüğünde, su molekülleri hidrojen bağları ile düzenli bir kristal yapı oluşturur ve buz haline geçer. Bu kristal yapı, su moleküllerinin düzenli bir şekilde yerleşmesinden kaynaklanır ve buzun sert ve katı olmasını sağlar.
