水的内聚力与附着力

水的内聚力、附着力、和表面张力，以及它们与氢键的关系。

水的内聚力

你有没有把一杯水灌到最上面，然后慢慢地再加几滴？在它溢出之前，水在玻璃的边缘上段形成一个圆顶状。这种圆顶样子的形状是由于水分子的内聚特性，或者说是由于它们相互粘附的倾向而形成的。内聚是指分子对其他同类分子的吸引。水分子由于能够相互形成氢键而具有很强的内聚力。

内聚力是形成 表面张力 的原因。这种现象造成液体表面在拉伸或受压力时仍表现出抵抗破裂的倾向。在水表面 (水和空气界面) 的水分子将与相邻分子形成氢键，就像在液体更深处的水分子一样。然而，由于它们在一侧暴露在空气中，它们会有更少的相邻水分子来形成键，并会与它们仅有的形成相邻分子更强的键。表面张力让水形成球形液滴，并且让水滴能够支撑小心放置在其表面上的小物体，例如小纸片和针头。

水的粘附力

水喜欢和自己的同类待在一起自己，但在某些情况下，它实际上更喜欢粘着其他类型的分子。粘附是一种分子对另一种分子的吸引力。对于水来说它可以很强，特别是和其他带有正电荷或负电荷的分子在一起的时候。

例如，粘附使水能够沿着放置在水烧杯中的薄玻璃管 (称为毛细管) “向上攀爬”。这种反重力的向上运动，被称为 毛细现象。它取决于水分子和管的玻璃壁之间的吸引力 (粘附) ，以及水分子之间的相互作用 (内聚)。

与水与水分子之间的吸引相比，水分子更强烈地吸引到玻璃上 (因为玻璃分子的极性比水分子更强)。你可以通过看下面的图片来看到这一点：水在接触管边缘的地方延伸得最高，在中间下沉得最低。由圆筒或管内的液体形成的曲面称为 弯月面。

图片修改自OpenStax College, 生物 (CC BY 3.0) 的 “水：图5”。 Pearson-Scott Foresman修改了原始图片，并捐赠给了维基媒体基金会。

为什么内聚力和粘附力对生命很重要？它们在生物学的许多水基过程中起着一定的作用，包括水运动到树梢，以及在你从眼角的泪管里排出眼泪

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。内聚力在运动中的一个简单例子来自于水黾 (下图)，一种依靠表面张力在水面上漂浮的昆虫。

引用

这篇文章源自 “Water,” by OpenStax College, Biology (CC BY 3.0). Download the original article for free at http://cnx.org/contents/185cbf87-c72e-48f5-b51e-f14f21b5eabd@9.85:7/Biology.

这篇文章的授权号是CC BY-NC-SA 4.0 。

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