粘着と表面張力の違い

凝集力と表面張力の大きな違いは、凝集力が同一分子間に発生する分子間力を表すのに対し、表面張力は液体表面の弾力性を表すことである...

凝集力と表面張力の大きな違いは、凝集力が同一分子間に発生する分子間力を表すのに対し、表面張力は液体表面の弾力性を表すことである。

表面張力は、同じ液体の分子間の凝集力によって生じる液体の性質である。凝集とは、類似した分子が分子間の引力によって**結合する現象であると説明できる。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. 凝集力とは 3. 表面張力とは 4. 横並び比較 - 凝集力と表面張力を表形式で 5. まとめ

粘着は何ですか？

凝集力とは、2つの同一分子間に発生する分子間力である。例えば、水分子同士の相互作用は、凝集力と呼ぶことができる。この水の凝集性によって、水の分子は一定の動きをする（言い換えれば、凝集によって連続的な流れを維持する）ことができるのです。さらに、分子1つではなく、雨粒の形や水滴の存在も凝集力の概念で説明することができるのです。

図01：水滴の形

さらに、水分子同士が水素結合を形成できることが、水分子の凝集力の主な理由となっている。水分子は1つにつき4つの水素結合を形成することができ、その結果、より大きな吸引力を得ることができる。また、分子間でも同様の静電気力やファンデルワールス力が接着の原因となる。しかし、ファンデルワールス力によって、接着力はやや弱くなる。

表面張力は何ですか？

表面張力とは、液体の表面が気体と接触したときに、薄い弾性シートのように作用する現象である。この用語は、液体が気体と接触している場合（例えば、通常の大気に開放されている場合）にのみ有効です。一方、2つの液体の間にある層については、「界面張力」という言葉が重要である。

図02：表面張力によって水面を歩くことができる小さな昆虫もいる

さらに、異なる化学物質間の引力が液体分子同士を結合させる。ここでは、液体の表面にある液体分子が、液体の真ん中にある分子に引き寄せられる。したがって、これは凝集力である。しかし、液体分子と液体と接触している気体分子との引力（または付着力）は無視できるほど小さい。これにより、液体分子の表層は弾性膜として機能する。液体分子の表層は、作用する凝集力と釣り合うだけの吸引力がないため、張力を受けることになり、これを表面張力という。

表面張力の計算式。

表面張力(γ)=F/d

上式で、Fは表面力、dは表面力が作用する長さである。そのため、表面張力の単位はN/m（ニュートン毎メートル）である。表面張力を測定するための国際的な単位系である。