在室温下,水的表面张力约为72 mN/m,是液体中最高的表面张力之一。只有一种液体具有更高的表面张力那就是汞它是一种液态金属表面张力几乎是500mn /m。为什么汞的表面张力如此之高也将在阅读这篇简短的博客文章后显而易见。
的表面张力由于液体中分子之间的内聚相互作用而产生。在液体的体积上,分子的每一边都有相邻的分子。分子在各个方向上相等地相互拉扯造成合力为零。然而,在界面处,与液体的体积相比,液体分子只有相邻液体分子的一半。这使得分子与它两侧的分子结合得更紧密,并对液体产生净向内力。这种力抵抗表面的破坏,称为表面张力。
有了这个解释,很明显所有的液体都有相同的性质但为什么水的表面张力比乙醇高得多。
为了理解这一点,我们需要考虑分子之间的键。如前所述,分子之间的凝聚力导致表面张力。黏结力越强,表面张力越强。水分子有两个氢原子通过共价键与一个氧原子相连。由于氧的高电负性,它会有很大一部分的负电荷在它的一侧,而氢会带更多的正电荷。这导致一个分子中的氢原子和另一个分子中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凝聚力和水的高表面张力。
正如博客开头所提到的,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,分子之间的键是金属键,比氢键强得多,导致非常高的凝聚力和高表面张力。
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