Vätebindning är en dipol-dipol-interaktion som sker mellan mycket elektronegativa atomer (som syre eller kväve) och väteatomer bundna till dessa elektronegativa atomer. I vatten är syreatomerna i molekylen delvis negativa på grund av sin höga elektronegativitet, medan väteatomerna är delvis positiva. Denna polaritet tillåter vattenmolekyler att bilda starka vätebindningar med närliggande molekyler, vilket skapar ett sammanhängande nätverk.
Vattenmolekyler på ytan upplever en obalans av intermolekylära krafter. På ena sidan är de bundna till andra vattenmolekyler i vätskan, medan den andra sidan utsätts för luft eller annan oblandbar vätska. De starka vätebindningarna mellan vattenmolekyler vid ytan drar dem närmare varandra, vilket minimerar ytan och minskar vattnets interaktion med den omgivande miljön. Detta kohesiva beteende resulterar i en högre ytspänning för vatten.
Däremot är metan en opolär molekyl, vilket betyder att dess elektroner är jämnt fördelade och det finns ingen signifikant elektronegativitetsskillnad inom molekylen. Som ett resultat saknar metanmolekyler förmågan att bilda starka vätebindningar med varandra. De intermolekylära krafterna i metan är i första hand London-spridningskrafter, som är svaga attraktionskrafter som uppstår från de tillfälliga fluktuationerna i elektrontätheten.
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。
Därför leder frånvaron av starka intermolekylära krafter i metan till ett svagare kohesivt beteende vid dess yta. Metanmolekyler upplever svagare van der Waals-krafter, som är otillräckliga för att hålla ihop ytan lika tätt som i fallet med vatten. Detta resulterar i en lägre ytspänning för metan jämfört med vatten.
Sammanfattningsvis är vattnets höga ytspänning en konsekvens av den starka vätebindningen mellan dess molekyler, vilket skapar ett sammanhängande nätverk och minimerar vattnets interaktion med den omgivande miljön. Å andra sidan saknar metan dessa starka intermolekylära krafter, vilket leder till en lägre ytspänning på grund av svagare van der Waals-krafter.
