Su, +4 dereceye ulaştığında kendine özgü bir özellik gösterir; bu noktada sıvı halde en yüksek yoğunluğuna erişir. Ancak bu sıcaklık, suyun katı formu olan buzun oluşumu için kritik bir aşamadır. Suyun donması sürecinde, moleküller hidrojen bağları kurarak farklı bir yapı kazanır ve bu da hacim artışına yol açar. Bu durum, suyun doğal döngüsündeki önemli bir unsuru temsil eder.
+4 derece suyun katı hali buzdur.
Su, +4 dereceye geldiğinde en yüksek yoğunluğa ulaşır ve katı hali olan buzun yoğunluğundan daha yoğun olur. Ancak su donarken moleküller hidrojen bağları ile altıgen kristal kafesler oluşturur, bu nedenle hacmi artar ve şişeyi çatlatır.
Tatlı su gölleri de dipten değil, tepeden donmaya başlar. Buz, su yüzeyinde kalır çünkü yoğunluğu sudan daha azdır. Bu sayede donmuş göllerde balıklar ve diğer canlılar suyun sıvı olduğu yerlerde yaşayabilir.
