Du buis pris dans une gangue de glace dans le causse du Larzac en Aveyron.
© CNRS/J.M. Dreuillaux

Une représentation de l'assemblage des molécules d'eau dans la glace.

Si l’on refroidit l’eau liquide, l’agitation thermique des molécules d’eau diminue progressivement et les liaisons hydrogène, qui pouvaient aisément se tordre dans le liquide, se raidissent progressivement pour devenir pratiquement rectilignes (droites). Les molécules d’eau forment alors une structure rigide très organisée : l’eau s’est transformée en glace.

Dans la glace, aussi bien que dans l'eau liquide, toutes les molécules d'eau sont reliées entre elles par des liaisons hydrogène et sont en relation avec quatre molécules voisines. Mais, alors que dans l'eau liquide l'agitation thermique résiduelle permet aux liaisons hydrogène de se tordre, donnant aux molécules d’eau une certaine liberté de mouvement, au sein de la glace, l’agitation thermique des molécules d’eau est réduite au minimum : les molécules ne peuvent plus changer de position, elles ne peuvent que vibrer autour de cette position. Elles forment un ensemble structuré où chaque atome d’oxygène est au centre d’un tétraèdre dont les sommets sont occupés par les atomes d’oxygène des 4 molécules d’eau voisines.