Cząsteczka wody zbudowana jest z dwóch atomów wodoru i jednego atomu tlenu. Wie o tym każdy uczeń. Niewielu jednak wie, że cząsteczki H2O mogą się ze sobą łączyć na wiele różnych sposobów (podobnie zresztą jak atomy węgla). To jak połączą się ze sobą cząsteczki zależy od wielu czynników, w tym od ich liczby i temperatury, w jakiej się znajdą.

Płatek śniegu zasadniczo różni się od kulki lodu, choć obydwa te obiekty zbudowane są z wody w stanie stałym. W płatku śniegu cząsteczki wody są jednak uporządkowane jak atomy węgla w diamencie. W kawałku lodu – chociażby takiego, jaki spada nam na głowę w czasie gradobicia – panuje totalny chaos.

Uporządkowanie wymaga czasu. Każdy, kto sprząta  zabałaganiony pokój, zdaje sobie z tego doskonale sprawę. Rzeczy trzeba odkładać do szafek, szuflad, na regał – stopniowo, po kolei, tak żeby do siebie pasowały. Kolejne warstwy cząsteczek wody, po to by utworzyć uporządkowany kryształ lodu, także muszą się do siebie „przyklejać” stopniowo. Nadmierny pośpiech prowadzi do powstania kulki zwykłego lodu. Taka powstaje np. wtedy gdy zamrozi się w całości kropelkę wody. Duża liczba cząsteczek H2O w kropli, w szklance czy jeziorze przy ujemnej temperaturze nie zdąży się uporządkować, zanim zamarznie. W przypadku płatków śniegu proces zamarzania odbywa się w chmurach. Ale uporządkowanym „diamentem” jest także szron.

Żeby proces krystalizacji mógł się rozpocząć, potrzebne jest coś, co fizycy nazywają jądrem kondensacji. Może być nim pyłek, zanieczyszczenie czy np. rysa na szybie. Krystalizacja może się rozpocząć na ostrym czubku liścia, nierówności na dachówce czy czymkolwiek, co nie jest idealnie równe, okrągłe, regularne. W naszym fizycznym otoczeniu nie ma rzeczy idealnych, stąd gdy tylko temperatura spada poniżej zera, w nocy często na liściach, trawach, drzewach lub dachach pojawia się szron – maleńkie kryształki lodu.

Niska temperatura powoduje, że znajdujące się w powietrzu cząsteczki wody „przymarzają” do ostrych czy spiczastych krawędzi. Zachodzi tutaj proces resublimacji, czyli zamiany H2O ze stanu gazowego wprost w stan stały. Do tych pierwszych cząsteczek wody przyczepiają się kolejne. Gdy ten proces nie zachodzi szybko, struktura, która powstaje, jest uporządkowana. Widzimy wtedy „malowane” przez mróz piękne wzory albo las maleńkich igiełek. Każda z nich jest prawdziwym dziełem sztuki. Pięknym kryształem, którego nie powstydziłby się żaden szlifierz diamentów.

Gdy cząsteczek wody w powietrzu jest dużo (czyli panuje duża wilgotność), szron powstaje szybciej, a poszczególne kryształki są duże. Ale ilość wody nie może być zbyt duża, a temperatura zbyt niska. Wtedy bowiem proces zamarzania będzie przebiegał zbyt szybko. Cząsteczki wody nie zdążą się przed zamarznięciem uporządkować.

Nie powstanie szron, tylko szadź lub gołoledź. Wówczas samochody, drzewa, drogi, liście, a nawet przewody elektryczne pokryje warstwa lodu (w przypadku szadzi zawiera ona trochę pozlepianych kryształków). Szron, choć z chemicznego punktu widzenia jest tylko zamarzniętą wodą tak jak szadź czy gołoledź, dla fizyka jest czymś zupełnie innym. Tak jak czymś innym są piękny diament i znajdujący się w ołówku grafit, choć dla chemika to „tylko” węgiel.