A água se encontra no estado líquido em razão das ligações de hidrogênio que unem os átomos, neste caso estas ligações são formadas e quebradas o tempo todo, isso explica o aspecto líquido. Acontece que quando a água entra para o estado sólido essas ligações não são mais quebradas e permanecem unidas em forma de uma rede cristalina. Essa forma da água (gelo) é bem mais leve que no estado líquido, daí o porquê do gelo flutuar na água. Parece meio óbvil, mas pode se explicar pelo Princípio de Arquimedes, ele dizia que:
Todo corpo imerso em um fluido sofre ação de uma força (empuxo) verticalmente para cima, cuja intensidade é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo.
