Vattenmolekyler är polära, vilket betyder att de har en positiv ände och en negativ ände. Denna polaritet tillåter vattenmolekyler att bilda vätebindningar med varandra, vilket är starka intermolekylära krafter. När vatten fryser bildar vattenmolekylerna en kristallin struktur där varje vattenmolekyl är omgiven av fyra andra vattenmolekyler, sammanhållna av vätebindningar.

Kiseldioxid, å andra sidan, är ett kovalent nätverksfast ämne. Det betyder att kiselatomerna i kiseldioxid är kovalent bundna till varandra och bildar en stark, stel struktur. Det finns inga svaga intermolekylära krafter mellan kiseldioxidmolekyler, så kiseldioxid bildar inte en kristallin struktur när den svalnar. Istället bildar det ett glas, som är ett icke-kristallint fast ämne.

Skillnaden i hur vatten och kisel fryser beror på de olika typerna av intermolekylära krafter som finns i varje material. De starka vätebindningarna mellan vattenmolekyler tillåter vatten att bilda en kristallin struktur, medan avsaknaden av starka intermolekylära krafter mellan kiseldioxidmolekyler hindrar kiseldioxid från att bilda en kristallin struktur.