Лёд и вода это агрегатные состояния одного и того же вещества - Н2O. В большинстве случаев плотность веществ увеличивается с понижением температуры, однако вода этой закономерности не подчиняется. В воде молекулы ориентированы произвольно, располагаются очень плотно ... 

Лёд и вода это агрегатные состояния одного и того же вещества - Н2O. В большинстве случаев плотность веществ увеличивается с понижением температуры, однако вода этой закономерности не подчиняется. В воде молекулы ориентированы произвольно, располагаются очень плотно и постоянно перемещаются. Условно говоря, одновременно каждая молекула может "соседствовать" либо с четырмя, либо с пятью другими молекулами (в среднем, с 4,5 молекулами одновременно). При замерзании молекулы выстраиваются в кристаллическую решётку льда, состоящую из почти идеальных тетраэдров (правильных треугольных пирамид), так что каждая молекула "соседствует" с четырьмя другими одновременно. Физики говорят, что координационное число воды 4.4, а льда - 4.0.

Другими словами, несмотря на текучесть воды (подвижность её молекул), сами молекулы её "упакованы" гораздо плотнее, чем молекулы льда. Соответственно, плотность льда будет меньше плотности воды. Ну а раз плотность меньше, то лёд будет всплывать.