Я не требую от вас объяснений тому, чему не нашла ответа физика.
Четыре водородные связи молекулы воды направлены приблизительно к вершинам правильного тетраэдра. Трёхмерная сетка водородных связей, построенная из тетраэдров, существует не только во льду, но и в жидкой воде во всём интервале от температуры плавления до критической температуры, равной + 3,980 С. Увеличение плотности при плавлении есть следствие искривлением водородных связей.
С одной стороны искривление водородных связей увеличивается с ростом температуры и давления, что ведёт к возрастанию плотности.
С другой стороны при нагревании средняя длина водородных связей становится больше, в результате чего плотность уменьшается.
Совместное действие двух фактов объясняет наличие максимума плотности воды при температуре + 3, 980 С.
За количественными рассчётами можете обратиться к специальной литературе по воде. | 
Правила форума
Справка
Расширения
Древовидный вид