Йоните са хидрофилни или привлечени от водните молекули, тъй като водните молекули са полярни, с отрицателен заряд в единия край и положителен заряд в другия край. Положително зареденият край на водната молекула привлича отрицателно заредени йони, а отрицателно зареденият край - положително заредени йони. Тъй като йоните се привличат към водните молекули по този начин, се казва, че те са хидрофилни. Материалите, изградени от неполярни молекули, обикновено са хидрофобни или водоотблъскващи.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Йоните са положително или отрицателно заредени молекули и следователно са хидрофилни, тъй като са привлечени от полярно заредени водни молекули. Краят на водната молекула с кислородния атом е отрицателно зареден, докато краят на водородния атом е положителен. Положително заредените водородни атоми привличат отрицателно заредени йони, а кислородният атом привлича положително заредени йони. Молекулите без никакви заряди като неполярни молекули са склонни да бъдат хидрофобни или да отблъскват водата.
Йони и полярни молекули
Водната молекула се формира от два водородни атома и кислороден атом, свързани с две полярни ковалентни връзки. Тези молекули се наричат полярни, тъй като зарядите са в двата противоположни края на молекулата. Кислородният атом привлича споделените свързващи електрони по-силно от атомите на водорода, така че кислородният край на молекулата се зарежда отрицателно, докато двата водородни атома са положително таксувани.
Йони са атоми, които са се отказали или са получили допълнителни електрони и следователно имат положителни или отрицателни заряди. Те образуват съединения с йонни връзки, което означава, че положително и отрицателно заредените йони на съединението се привличат взаимно. Когато съединението се разтвори във вода, всеки йон се привлича към водните молекули и преминава в разтвор. Йонните връзки водят до хидрофилни съединения и йони.
Например, калиев хлорид, KCl, е йонно съединение, съставено от калиеви и хлорни йони. Във водата йоните се разтварят и дисоциират в положително заредени калиеви йони и отрицателно заредени хлорни йони. И двете са привлечени от водните молекули и следователно са хидрофилни.
Хидрофобни молекули
Тъй като водните молекули са полярни, те се привличат една към друга. Отрицателният кислороден край на водната молекула се привлича към един от положително заредените водородни атоми. Водните молекули образуват сравнително слаби междумолекулни връзки, наречени водородни връзки. Йоните имат достатъчно силен заряд, за да разкъсат тези връзки и други полярни молекули могат да образуват подобни връзки с молекулите на водорода. Ето защо йони и други полярни молекули са хидрофилни.
Неполярните молекули нямат различно заредени краища и затова не могат да разрушат водородните връзки на водните молекули. Водните молекули остават свързани помежду си и неполярните молекули не могат да се разтворят. Това означава, че тези материали, изградени от неполярни молекули, са хидрофобни или водоотблъскващи. Много мазнини и масла попадат в тази категория. Противно на йоните, които винаги са хидрофилни поради своя заряд, неполярните молекули се отделят от водата и не могат да се разтворят.