Les molécules d’eau sont polaires, ce qui signifie qu’elles ont une extrémité positive et une extrémité négative. Cette polarité permet aux molécules d’eau de former entre elles des liaisons hydrogène, qui constituent de fortes forces intermoléculaires. Lorsque l'eau gèle, les molécules d'eau forment une structure cristalline dans laquelle chaque molécule d'eau est entourée de quatre autres molécules d'eau, maintenues ensemble par des liaisons hydrogène.

La silice, quant à elle, est un solide à réseau covalent. Cela signifie que les atomes de silicium présents dans la silice sont liés de manière covalente les uns aux autres, formant ainsi une structure solide et rigide. Il n’existe pas de forces intermoléculaires faibles entre les molécules de silice, de sorte que la silice ne forme pas de structure cristalline lorsqu’elle refroidit. Au lieu de cela, il forme un verre, qui est un solide non cristallin.

La différence dans la façon dont l’eau et la silice gèlent est due aux différents types de forces intermoléculaires présentes dans chaque matériau. Les fortes liaisons hydrogène entre les molécules d’eau permettent à l’eau de former une structure cristalline, tandis que l’absence de fortes forces intermoléculaires entre les molécules de silice empêche la silice de former une structure cristalline.