水的表面张力为什么这么高

作者：Susanna Laurén，Biolin Scientific

在室温下，水的表面张力约为72mN/m，这是液体中Z 高表面张力之一。只有一种液体的表面张力比水高，是一种液态金属，汞的表面张力接近500mN/m。为什么汞的表面张力如此之高，在阅读完本篇文章后会得到答案。

• 水的高表面张力是由强烈的分子相互作用引起的

表面张力是由于液体中分子之间的内聚相互作用而产生的。在液体的主体内部，分子在每一侧都有相邻的分子。分子在各个方向上相等地相互拉动，导致净力为零。然而，在界面处，与大部分液体相比，液体分子仅具有相邻液体分子的一半。这使得分子在其侧面与分子更强地结合，并导致朝向液体的净向内力。这种力抵抗表面的破坏，称为表面张力。

考虑到这一解释，很明显，所有的液体都具有相同的性质，但为什么水的表面张力远高于乙醇。

为了理解这一点，我们需要考虑分子之间的键。正如所解释的，分子之间的内聚力会导致表面张力。内聚力越强，表面张力就越强。水分子有两个氢原子通过共价键与一个氧原子结合。由于氧的高电负性，它的一侧将有很大一部分负电荷，而氢将带更多的正电荷。这会在一个分子中的氢原子和另一个分子的氧原子之间产生静电吸引，形成的键被称为氢键，它导致水分子之间的强大内聚力和水的高表面张力。

正如开头提到的，这也解释了为什么汞具有如此高的表面张力。由于汞是一种金属，分子之间的键是比氢键强得多的金属键，导致非常高的内聚力和高的表面张力。

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