凍的密度比水大的原因在於，當水結冰時，其分子結構發生了變化。在液態水中，水分子可以通過氫鍵以不同的形式存在，如(H2O)2和(H2O)3締合分子。這些締合分子占據的空間相對較小，因此水的密度在3.98 ℃（101 kPa）時達到最大。當水溫降至0 ℃時，水分子幾乎完全以一個巨大的締合分子形式存在，每個氧原子周圍有四個氫原子作為近鄰，形成一種敞開結構，導致凍的結構中有較大的空隙。因此，凍的密度實際上比同溫度的水小。
總結來說，凍的密度比水大的原因是：
液態水含有締合分子，分子占據空間相對較小，密度最大。
水結冰時，分子結構變化，形成一種敞開結構，導緻密度減小。
凍的結構中有較大的空隙，使得單位體積內的分子數量減少，因此密度比水小。