根据同性相斥、异性相吸的原理，当几个水分子碰到一起的时候，“米老鼠”的“嘴”(带负电)会去“咬住”另一只“米老鼠”的“耳朵”(带正电)。类似水分子之间的这种相互作用，称为“氢键”。

氢键的概念是诺贝尔化学奖获得者鲍林在1936年首次正式提出的。但80多年来，氢键一直是理论上的一种假设，没人见到过它真实的样子。2013年，中国科学家裘晓辉带领的团队第一次用原子力显微镜拍摄到氢键。这是人类首次得到分子间氢键的真实空间图像。

由于氢键的存在，当水分子“米老鼠”聚集在一起时，它们会遵从如下“布阵规则”:

★一张“嘴”只能咬一只“耳朵”;

★一只“耳朵”只能喂一张“嘴”。

因为有两只“耳朵”、两张“嘴”,所以，一个水分子最多可以和附近的4个水分子“咬”在一起。其中，两个水分子被它咬住了“耳朵”(氢原子),另外两个水分子咬住了它的“耳朵”。

温度改变了“兵阵”

河流、小溪、游泳池以及我们平时喝的水，都是液态的，这种状态的水分子“米老鼠”都三五成群地“咬”着“耳朵”。

当水的温度升高到100℃时，水分子获得了大量的热，这些“米老鼠”就像喝了兴奋剂，到处乱跑乱撞，氢键已经无法将它们束缚在一起了，这就是气态的水。

当水的温度降到0℃以下，水分子会像士兵一样排队列阵，形成非常规则的“兵阵”。每个水分子都牢牢地连接着周围的4个水分子，每个水分子“米老鼠”以自己为顶点，通过“一嘴咬耳”的方式，与周围的4个水分子“米老鼠”在三维空间里构成正四面体，两只耳朵之间的夹角会从104.5°变成109.5°。当水分子如此排列，得到的是一个个蜂窝状的六角形，当无数六角形连在一起的时候，我们就得到了结晶的冰和六角形的雪花。

2012年，《科学》杂志报道了形成冰晶所需要的最少的水分子数量。在红外光谱的检测下，科学家逐渐增加水分子的数量。最终，他们发现，要形成稳定的冰晶，至少需要275个水分子，冰晶核心结构需要至少123个水分子。

不过，如果水迅速降温，水分子可能来不及按照规则“排兵布阵”,仓促情况下会形成玻璃状的非结晶固体。这个非晶固体水在高能宇宙射线的照射下熔化，又在接近绝对零度的时候迅速冻结。由于水广泛分布在广阔的宇宙空间中，非晶体的冰很可能是宇宙中最常见的固态水。