家有萌一珆
答：因為冰的結晶晶體，形成的空間四面體對空間的利用率，相對於液態水來說減小啦！其中液態水的氫鍵，起了很大作用！
要弄明白固態水密度比液態水密度低，我們需要從分子層面看，水分子由一個氧原子和兩個氫原子組成，三個原子形成104.5°的夾角，這種電荷不對稱的分佈，導致水分子存在極性！
從而形成了液態水中一種非常特殊的化學鍵——氫鍵！
氫鍵使得單個水分子的氧原子，對其他水分子中的氫原子，具有一定的吸引作用，這種作用大於了分子間的範德瓦爾斯力，使得液態水的平均分子距離縮短。
宏觀表現就是，比沒有氫鍵時的密度稍微增大！
可是一旦水凝結成冰，此時內部水分子將形成穩定的空間四面體，水分子再也不能隨意移動，氫鍵失去作用，水分子對空間的利用率反而降低了。
所以水結冰後，體積會減小，和熱脹冷縮是相反的結果。
但是水一旦結冰後，又會遵循熱脹冷縮原理，同一壓力下，溫度越低的冰密度會略有升高，反常現象主要存在於相變的時候！
而且，在液態水的區間（0~4℃），也存在反常區，那是因為4℃時的水，氫鍵作用最大，使得4℃的液態水密度也最大呢！
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艾伯史密斯
那是因為冰裡面有氣泡。
結冰的過程一般都是從表面開始的。表面一結冰，相當於把裡面封住了，隨著的溫度的降低，水中的氣體遊離出來，但是又跑不出去，就變成氣泡了，存在於冰中。
2018.6.4，21.00更新
1.熱脹冷縮一般指同一種物體，水和冰已經是不同的相態了。
2.冰密度小於水的密度，所以相同質量體積就變大。這個才是體積變大的主因，之前回答的氣泡問題只能算很小的輔因。
3.關於物體的相變，不是我的專業，所以一開始沒考慮到，誤導大家請見諒。
4.感謝艾伯菌的提醒。
力學Nerd王小胖
水有個很神奇的特徵，0-4℃時水是反熱脹冷縮，也就是說4℃的時候水的密度最大，0℃的時候相對來說密度最小（超過4℃的不算）。但是0℃以下又會遵循熱脹冷縮，固態的水再縮能縮到哪去，所以你懂的
