Maji ni kimiminika cha ajabu. Hii ni kutokana na ukweli kwamba wengi wa mali zake ni za ajabu, i.e. tofauti na vinywaji vingine. Sababu iko katika muundo wake maalum, ambayo ni kutokana na vifungo vya hidrojeni kati ya molekuli zinazobadilika na joto na shinikizo. Barafu pia ina mali hizi za kipekee. Inafaa kusema kuwa wiani unaweza kuamua kwa kutumia formula ρ=m/V. Ipasavyo, kigezo hiki kinaweza kubainishwa kupitia uchunguzi wa wingi wa dutu ya kati kwa ujazo wa kitengo.
Hebu tuangalie baadhi ya sifa za barafu na maji. Kwa mfano, anomaly ya wiani. Baada ya kuyeyuka, wiani wa barafu huongezeka, kupita kwa alama muhimu ya digrii 4, na tu baada ya hapo huanza kupungua kwa joto la kuongezeka. Hata hivyo, katika vinywaji vya kawaida, daima hupungua katika mchakato wa baridi. Ukweli huu hupata maelezo ya kisayansi kabisa. Kadiri halijoto inavyokuwa juu, ndivyo molekuli zinavyokuwa kwa kasi zaidi. Hii inasababisha kuwasukuma kando, na, ipasavyo, dutu hii inakuwa huru. Kitendawili cha maji pia kiko katika ukweli kwamba, licha ya kuongezekakasi ya molekuli na halijoto inayoongezeka,
uzito wake hupungua kwa joto la juu pekee.
Kitendawili cha pili kiko katika maswali: "Kwa nini barafu inaweza kuelea juu ya uso wa maji?", "Kwa nini haigandi hadi chini kwenye mito?" Ukweli ni kwamba msongamano wa barafu ni chini kuliko ule wa maji. Na katika mchakato wa kuyeyuka kioevu kingine chochote, wiani wake hugeuka kuwa chini ya ule wa kioo. Hii ni kutokana na ukweli kwamba katika mwisho molekuli zina periodicity fulani na hupangwa mara kwa mara. Hii ni kawaida kwa fuwele za dutu yoyote. Walakini, kando na hii, molekuli zao "zimejaa" badala ya mnene. Katika mchakato wa kuyeyuka kwa kioo, kawaida hupotea, ambayo inawezekana tu na dhamana ndogo ya molekuli. Ipasavyo, msongamano wa dutu hupungua katika mchakato wa kuyeyuka. Lakini kigezo hiki kinabadilika kidogo, kwa mfano, wakati metali inayeyuka, hupungua kwa wastani wa asilimia 3 tu.
Hata hivyo, msongamano wa barafu ni asilimia kumi chini ya msongamano wa maji. Kwa hivyo, tunaweza kusema kwamba kuruka huku ni kwa kushangaza sio tu kwa ishara yake, lakini pia kwa ukubwa wake.
Mafumbo haya yanafafanuliwa na upekee wa muundo wa barafu. Ni gridi ya vifungo vya hidrojeni, ambapo kuna nne kati yao katika kila nodi. Kwa hiyo, gridi ya taifa inaitwa quadruple. Pembe zote ndani yake ni sawa na qT, kwa hiyo inaitwa tetrahedral. Zaidi ya hayo, linajumuisha pete sita za umbo lililopinda.
Sifa ya muundo wa maji ngumu ni hiyomolekuli zilizojaa ndani yake. Ikiwa walikuwa na uhusiano wa karibu, basi wiani wa barafu ungekuwa 2.0 g/cm3, wakati kwa kweli ni 0.92 g/cm3. Kutokana na hili hitimisho lilipaswa kufuata kwamba kuwepo kwa kiasi kikubwa cha anga kunapaswa kusababisha kuonekana kwa kutokuwa na utulivu. Kwa kweli, gridi ya taifa haina nguvu kidogo, lakini inaweza kujengwa tena. Barafu ni nyenzo yenye nguvu ambayo hata mababu wa Eskimos ya kisasa walijifunza kujenga vibanda vyao kutoka humo. Hadi leo, wakaaji wa Arctic hutumia zege la barafu kama nyenzo ya ujenzi. Ipasavyo, kwa shinikizo linaloongezeka, muundo wa barafu hubadilika. Uthabiti huu ndio unaojumuisha sifa kuu ya vifungo vya hidrojeni vya mitandao kati ya molekuli H2O. Ipasavyo, kila molekuli ya maji hubakiza vifungo vinne vya hidrojeni katika hali ya kioevu, lakini wakati huo huo pembe huwa tofauti na qT, ambayo inaongoza kwa ukweli kwamba msongamano wa barafu ni chini ya ule wa maji.
