수소 결합은 고도로 전기 음성 원자 (예 :산소 또는 질소)와 이들 전기 음성 원자에 결합 된 수소 원자 사이에서 발생하는 쌍극자-쌍극자 상호 작용이다. 물에서, 분자의 산소 원자는 높은 전기성으로 인해 부분적으로 음성이며, 수소 원자는 부분적으로 양성이다. 이 극성은 물 분자가 인접 분자와 강한 수소 결합을 형성하여 응집력있는 네트워크를 만듭니다.
표면의 물 분자는 분자간 힘의 불균형을 경험합니다. 한쪽에는 액체 내의 다른 물 분자에 결합되는 반면, 다른 쪽은 공기 또는 다른 비도성 액체에 노출된다. 표면의 물 분자 사이의 강한 수소 결합은 표면적을 최소화하고 주변 환경과의 물의 상호 작용을 감소시킨다. 이 응집력있는 행동은 물에 대한 표면 장력이 높아집니다.
대조적으로, 메탄은 비극성 분자이며, 이는 전자가 균일하게 분포되어 있으며 분자 내에서 유의 한 전기 음성 차이가 없음을 의미한다. 결과적으로, 메탄 분자는 서로 강한 수소 결합을 형성하는 능력이 부족합니다. 메탄의 분자간 힘은 주로 런던 분산 힘이며, 이는 전자 밀도의 일시적 변동으로 인해 약한 인력입니다.
由于甲烷分子之间的范德华力较弱, 甲烷的表面张力小于水。
따라서, 메탄에 강한 분자간 힘의 부재는 표면에서 약한 응집성 거동을 초래한다. 메탄 분자는 약한 반 데르 발스 힘을 경험하며, 물의 경우와 같이 표면을 단단히 고정하기에 충분하지 않습니다. 이로 인해 물에 비해 메탄에 대한 표면 장력이 낮아집니다.
요약하면, 물의 높은 표면 장력은 분자들 사이의 강한 수소 결합의 결과로, 응집력있는 네트워크를 생성하고 주변 환경과의 물의 상호 작용을 최소화합니다. 반면에, 메탄은 이러한 강력한 분자간 힘이 부족하여 반 데르 발스 힘이 약해져 표면 장력이 낮아집니다.
