Katı maddeler sıvı hallerine bırakıldıklarında genellikle batarlar. Bu kurala uymayan bir kaç maddeden biri de sudur. Suyun yanında silikon, germanyum, arsenik, bizmut ve bir kaç bileşik de sıvı hallerinde yüzer. Fakat bu maddelerin erime noktaları çok yüksek olduğundan, sıvı halleri doğada gözlenmez. Doğada bu olayı gözlemyebildiğimiz tek madde sudur.

Peki buz neden suda yüzer? Bunun cevabı Hidrojen Bağlarıdır. Hidrojen bağı bir molekülde bulunan hidrojen atomu ile farklı bir molekülde bulunan flor, oksijen veya azot atomu arasındaki zayıf elektriksel bir etkidir. Zayıf bir etkileşim olmasına rağmen genellikle çok fazla sayıda oluşması nedeniyle, maddelerin fiziksel ve kimyasal özelliklerinde önemli rol oynarlar. Farklı su moleküllerinde bulunan oksijen ve hidrojen atomları arasında moleküllerin birbirine yaklaşması ile bu bağlar oluşur.

Su molekülleri bulundukları ortamda serbestçe hareket eder. Oda sıcaklığında moleküller arasında oluşan hidrojen bağları molekülleri bir arada tutamaz. Çünkü hidrojen bağları, hızlı hareket eden molekülleri bir arada tutacak kadar güçlü değildir. Fakat sıcaklık suyun donma noktasına yaklaştığında su moleküllerinin hızı azalır ve hidrojen bağları etkili olmaya başlar. Bu yüzden donma noktasına yaklaşan su molekülleri hidrojen bağlarına göre düzenlenir.

Su moleküllerinin açısal moleküller olması nedeniyle, moleküllerin hidrojen bağları etkisiyle düzenlemeleri sırasında pek çok boşluk olur. Oluşan boşluklar yüzünden donmakta olan suyun hacmi artar. Buzluğu konan ve tamamen su ile doldurulan şişelerin, suyun donmasıyla patlaması bu yüzdendir. Hacmin artmasıyla donan suyun özkütlesi azalır. Buzun yoğunluğu sıfır derecede 0.92 g/cm3 iken, suyun yoğunluğu 25C'de 1 g/cm3'tür. Yani su buzdan daha yoğundur. Oluşan bu yoğunluk farkından dolayı buz suda batmaz ve yüzer.

Eğer hidrojen bağları olmasaydı, buzun yoğunluğu sudan fazla olur ve suda batardı. Eğer buz suda batsaydı :

Oluşan buzlar göllerin tabanına batacağından, çok soğuk havalarda göllerin tamamı donar ve göllerdeki bütün yaşam sona ererdi.

Güneş ışınlarını büyük oranda yansıtan kutuplardaki buzullar da batacağından, dünyanın sıcaklığı tehlikeli bir şekilde artardı. Ayrıca batan buzullar nedeniyle deniz seviyeleri yükselerek, kıyı şeridinde yer alan şehirleri tehdit ederdi.

Bir buz dağına çarparak batan Titanik, batmazdı :)