Los iones son hidrófilos o atraídos por las moléculas de agua porque las moléculas de agua son polares, con una carga negativa en un extremo y una carga positiva en el otro. El extremo cargado positivamente de la molécula de agua atrae iones cargados negativamente y el extremo cargado negativamente iones cargados positivamente. Debido a que los iones son atraídos por las moléculas de agua de esta manera, se dice que son hidrófilos. Los materiales compuestos por moléculas no polares tienden a ser hidrófobos o repelentes al agua.
TL; DR (demasiado largo; No leí)
Los iones son moléculas con carga positiva o negativa y, por lo tanto, son hidrófilos porque son atraídos por moléculas de agua con carga polar. El extremo de la molécula de agua con el átomo de oxígeno está cargado negativamente mientras que el extremo del átomo de hidrógeno está cargado positivamente. Los átomos de hidrógeno cargados positivamente atraen iones cargados negativamente y el átomo de oxígeno atrae iones cargados positivamente. Las moléculas sin carga, como las moléculas no polares, tienden a ser hidrófobas o repeler el agua.
Iones y moléculas polares
Una molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno unidos por dos enlaces covalentes polares. Estas moléculas se denominan polares porque las cargas se encuentran en los dos extremos opuestos de la molécula. El átomo de oxígeno atrae los electrones de enlace compartidos con más fuerza que los átomos de hidrógeno, por lo que el extremo de oxígeno de la molécula está cargado negativamente mientras que los dos átomos de hidrógeno están positivamente cargado.
Los iones son átomos que han cedido o recibido electrones adicionales y, por lo tanto, tienen cargas positivas o negativas. Forman compuestos con enlaces iónicos, lo que significa que los iones cargados positiva y negativamente del compuesto se atraen entre sí. Cuando el compuesto se disuelve en agua, cada ion es atraído por las moléculas de agua y se disuelve. Los enlaces iónicos dan como resultado compuestos e iones hidrófilos.
Por ejemplo, el cloruro de potasio, KCl, es un compuesto iónico formado por iones de potasio y cloro. En el agua, los iones se disuelven y disocian en iones de potasio con carga positiva e iones de cloro con carga negativa. Ambos se sienten atraídos por las moléculas de agua y, por lo tanto, son hidrófilos.
Moléculas hidrofóbicas
Debido a que las moléculas de agua son polares, se atraen entre sí. El extremo negativo de oxígeno de la molécula de agua es atraído por uno de los átomos de hidrógeno cargados positivamente. Las moléculas de agua forman enlaces intermoleculares comparativamente débiles llamados enlaces de hidrógeno. Los iones tienen una carga lo suficientemente fuerte como para romper estos enlaces y otras moléculas polares pueden formar enlaces similares con moléculas de hidrógeno. Por eso los iones y otras moléculas polares son hidrófilos.
Las moléculas no polares no tienen extremos cargados de manera diferente y, por lo tanto, no pueden romper los enlaces de hidrógeno de las moléculas de agua. Las moléculas de agua permanecen unidas entre sí y las moléculas no polares no se pueden disolver. Esto significa que estos materiales, compuestos por moléculas no polares, son hidrófobos o repelentes al agua. Muchas grasas y aceites entran en esta categoría. A diferencia de los iones, que siempre son hidrófilos debido a su carga, las moléculas no polares se separan del agua y no pueden disolverse.