先上结论：因为水的表面存在张力。
分子间作用力
要理解水的表面张力，先要明确这么一个概念：分子间作用力。
分子间作用力，又称范德华力（van der Waals force）。是存在于中性分子或原子之间的一种电性吸引力。分子间作用力有三个来源：①极性分子的永久偶极矩之间的相互作用。②一个极性分子使另一个分子极化，产生诱导偶极矩并相互吸引。③分子中电子的运动产生瞬时偶极矩，它使邻近分子瞬时极化，后者又反过来增强原来分子的瞬时偶极矩；这种相互耦合产生静电吸引作用，这三种力的贡献不同，通常第三种作用的贡献最大。
———《中国大百科全书》总编委会．《中国大百科全书》．《中国大百科全书》出版社，2009
关于分子间作用力的组成、产生原因等十分复杂，今天并不去过多介绍。不过我们需要了解的是，在分子间作用力的影响因素中，分子间距是极其重要的一个。两者具体的关系如下图所示：
分子间作用力随分子间距变化曲线
从图中我们可以观察得到：分子间距较小时，分子间作用力表现为斥力；分子间距较大时，分子间作用力表现为引力。
水的表面张力
在水的内部，分子间距普遍大于上图中的r0，于是平时，各个水分子之间互相拉着对方，平安无事。
但在水的表面情况就不一样了，表面的水分子只受到内部的其他水分子向里的拉力，所有水分子争先恐后向里挤的结果就是使整个水滴呈现一个球形。
球形水滴
就好比橄榄球比赛，当所有人都想抢中间的球，每个人都想往中间挤，最终大家一定会呈现一个圆形。
那么问题来了，为什么表面的水分子只收到向里的拉力呢？两个原因：
- 表面的水分子外面只有空气分子，而空气分子之间隔的太远了，以至于分子间作用力基本为零，无法影响到表面的水分子；
- 表面的水分子太活泼，许多都跃出了水面，导致表面水分子减少，更加抵挡不住内部水分子的吸引力。
这就是水滴是球形的原因啦。
浸润和不浸润
水表面张力能解释的现象有很多，比如清晨荷叶上的露珠，比如毛细现象。又或者中学化学都学到过试管内的水液面并不是水平的，而是向下凹陷的。
视线与凹液面最低处水平
这是为什么呢？按照刚才的理论，水想要变成球型，上液面不应该是凸出来的嘛？
这是因为水对于玻璃来说是浸润液体，即玻璃分子喜欢和水分子在一起。两个人关系好，拉力强，所以器壁附近本该被内部水分子拉下去的表层水分子，在器壁的拯救下留了下来，相应的，中间的水分子没有器壁的拯救，就自然凹了下去。
那有没有玻璃分子不喜欢的人呢？当然，水银分子相对于玻璃就是非浸润液体，所以我们会观察到，没有器壁玻璃分子的拉力，试管内的水银液面就是凸出来的。
水液面和水银液面
好了，这就是水表面张力的解释，如有错误还请指正！
微信扫一扫 