水的固體形式冰的密度較小，所以普通的冰塊可以浮在水面上。這也造就了地球上繁榮的生命——如果冰的密度大於水，冰塊就會聚集在海洋和湖泊的底部，阻止化學物質反應形成生命。
此外，水還有壹個奇怪的特性:Mpemba效應。這種效應是以壹個坦桑尼亞學生的名字命名的。20世紀60年代初，他在烹飪課上發現，熱冰淇淋比冷冰淇淋凝固得快。(其實歷史上很多科學家都註意到了這種效應，比如亞裏士多德、弗朗西斯·培根、勒內·笛卡爾。)
Mpumba效應是指溫水比冷水結冰快的現象。很多實驗都證實了這壹現象，並給出了很多解釋。壹個是溫暖的容器與冰箱有更好的熱接觸，因此可以更有效地傳導熱量。所以結冰更快。另壹種解釋是，溫水蒸發很快，由於這壹過程吸收熱量，可以冷卻水，從而更快地凍結冰。
這些解釋都沒有說服力，所以真正的原因還有待研究。
最近，新加坡南洋理工大學的張西和幾個朋友給出了壹個解釋:Mpumba效應是許多因素相互作用的結果。
水中化學鍵的獨特之處是什麽？壹個水分子由壹個相對較大的氧原子和兩個較小的氫原子組成，它們通過標準價鍵相連。但是當水分子結合時，氫鍵也開始發揮重要作用。當壹個分子中的氫接近另壹個分子中的氧並與之結合時，氫鍵之間的相互作用就開始了。雖然氫鍵比價鍵弱，但比範德華力強。
化學家們早就知道氫鍵的重要性。比如水的沸點比其他分子相似的液體要高很多，因為水中有氫鍵。
但近年來，化學家們意識到氫鍵也發揮著更微妙的作用。例如，狹窄毛細管中的水分子通過氫鍵形成鏈。這對植物來說意義重大。在植物中，由於蒸發，水從植物的根部通過水分子鏈到達葉子的表面。
張西和他的同事認為Mbamba效應也是由氫鍵引起的。他們認為氫鍵使水分子緊密接觸。在這種情況下，分子間的自然斥力導致化合價為* * *的O-H鍵延伸並儲存能量。但是隨著液體變熱，它迫使氫鍵延伸，水分子之間的距離變得更遠。這導致價分子再次收縮並釋放能量。* * *價鍵釋放能量的過程相當於冷卻。
所以這種現象是對傳統降溫工藝的壹種補充。所以溫水應該比冷水冷卻得快。這就是Mpumba效應的表現。
張西和他的同事計算了這種冷卻效應的程度，並準確地解釋了測量熱水和冷水不同冷卻速度的實驗中的差異。
盡管張西和他的同事給出了令人信服的解釋，許多物理學家仍然不能同意這個理論。因為新理論缺乏可預測性。張西和他的同事需要用這個理論來預測水的壹些新特性，並對這些特性進行量化和計算。