Почему лед легче воды?

Итак, вода остыла, начала замерзать, и по её поверхности поплыли льдины. Но плотность веществ с понижением температуры обычно растёт, а вода этой закономерности не подчиняется. Почему же лёд оказывается легче воды?
Многие считают, что в толще льда остаются многочисленные поры и промежутки, заполненные воздухом. Пузырьки воздуха действительно нередко вмерзают в лёд, и такая „губка“ становится значительно легче воды. Но даже лёд без микроскопических пор и трещин имеет плотность 0,9168 г/см 3 при 0°С, а вода при той же температуре — 0,9984 г/см 3. Дело, значит, только в особенностях структуры льда и воды.

Кристаллическая решётка льда. Молекулы воды H2O (чёрные шарики) в её узлах расположены так, что каждая имеет четырёх „соседок“.
Молекулы воды, состоящие из одного атома кислорода и двух атомов водорода, имеют вид шариков с выпуклостями. В кристалле льда они располагаются так, что выпуклости (соответствующие атомам водорода) ориентируются строго по направлению двух соседних молекул. В результате возникает трёхмерная кристаллическая решётка, состоящая из почти идеальных тетраэдров. Каждая молекула в его вершинах окружена четырьмя другими (физики говорят: координационное число льда равно 4).
У воды нет такой упорядоченной структуры, расположение её молекул всё время меняется. Но в любой момент каждую молекулу воды окружают от 4 до 5 „соседок“, так что среднее их число оказывается равным 4,4. Это означает, что молекулы воды в жидкости располагаются теснее, чем в кристалле, вода плотнее льда. Относительные изменения величин координационного числа (10%) и плотности (9%) очень хорошо совпадают по величине.
Когда лёд тает, освободившиеся холодные молекулы обладают малой энергией и низкой подвижностью. Вначале они сохраняют структуру кристаллической решётки, и плотность воды остаётся низкой. Постепенно регулярный порядок молекул размывается, они группируются теснее, и плотность воды растёт. При температуре 4°С она достигает максимума (0,999973 г/см 3), а потом начинает падать из-за теплового движения молекул, которое становится всё активнее по мере нагрева.
Подобным образом ведут себя и некоторые металлы, например чугун. Это позволяет использовать его как материал для художественного литья. При застывании чугун расширяется и заполняет все, даже самые тонкие детали формы. Чугунные кружевные решётки и настольные скульптуры по моделям известных художников издавна отливали в уральском городе Касли. Удачи!!!

Структура у льда особенная, вот поэтому плотность его меньше

При выстраивании кристалической решётки льда - объем увеличивается, это редкое свойство вещества, под названием ВОДА. Хотя, если подумать, то они все вещества на Земле не простые.

потому что его плотность меньше, хотя, это не всегда так...

К сожалению, это общее заблуждение, или, вернее, некоторая неточность, которой нас учат, увы, еще в школе. Да, лед иногда плавает в воде потому, что в этом конкретном случае его плотность меньше плотности воды. Но так бывает не всегда, а лишь тогда, когда разность температур льда и воды мала. Если же разница температур воды и льда будет достаточно велика, то плотность льда может оказаться больше плотности воды и лед в ней утонет. Максимальную плотность вода имеет при температуре +3,98 градуса С. Почему это так, и почему при падении температуры плотность воды и затем льда тоже падает, это отдельный вопрос, который здесь не был поставлен. Но при отклонении температуры от этой величины в плюс или минус плотность и льда и воды уменьшается. Так, например, плотность льда при температуре -1 градус С равна плотности воды при температуре, примерно, +9,2 градуса С. Так что лед с температурой -1 градус С непременно утонет в воде, температура которой, например, +10 градусов С. Убедиться в этом сравнительно просто. Этот эксперимент не сложно провести и дома.

потому что плотность другая