Ionit ovat hydrofiilisiä tai vetävät veteen molekyylejä, koska vesimolekyylit ovat polaarisia, toisessa päässä negatiivinen varaus ja toisessa päässä positiivinen varaus. Vesimolekyylin positiivisesti varautunut pää houkuttelee negatiivisesti varautuneita ioneja ja negatiivisesti varattu pää positiivisesti varautuneita ioneja. Koska vesimolekyylit houkuttelevat ioneja tällä tavalla, niiden sanotaan olevan hydrofiilisiä. Ei-polaarisista molekyyleistä koostuvat materiaalit ovat yleensä hydrofobisia tai vettä hylkiviä.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Ionit ovat positiivisesti tai negatiivisesti varautuneita molekyylejä ja ovat siksi hydrofiilisiä, koska ne ovat houkutelleet polaarisesti varautuneisiin vesimolekyyleihin. Vesimolekyylin pää happiatomilla on negatiivisesti varattu, kun taas vetyatomin pää on positiivisesti varattu. Positiivisesti varautuneet vetyatomit houkuttelevat negatiivisesti varautuneita ioneja ja happiatomi houkuttelee positiivisesti varautuneita ioneja. Molekyylit, joissa ei ole varauksia, kuten ei-polaariset molekyylit, ovat yleensä hydrofobisia tai hylkäävät vettä.
Ionit ja napamolekyylit
Vesimolekyyli muodostuu kahdesta vetyatomista ja happiatomista, jotka on liitetty kahteen polaariseen kovalenttiseen sidokseen. Näitä molekyylejä kutsutaan polaarisiksi, koska varaukset ovat molekyylin kahdessa vastakkaisessa päässä. Happiatomi houkuttelee jaettuja elektroneja voimakkaammin kuin vetyatomit molekyylin happipää on varautunut negatiivisesti, kun taas kaksi vetyatomia ovat positiivisesti ladattu.
Ionit ovat atomeja, jotka ovat luopuneet tai vastaanottaneet ylimääräisiä elektroneja ja joilla on siten positiivisia tai negatiivisia varauksia. Ne muodostavat yhdisteitä, joissa on ionisidoksia, mikä tarkoittaa, että yhdisteen positiivisesti ja negatiivisesti varautuneet ionit houkuttelevat toisiaan. Kun yhdiste liuotetaan veteen, kukin ioni vetää veteen molekyylejä ja menee liuokseen. Ionisidokset tuottavat hydrofiilisiä yhdisteitä ja ioneja.
Esimerkiksi kaliumkloridi, KCl, on ioninen yhdiste, joka koostuu kalium- ja kloori-ioneista. Vedessä ionit liukenevat ja hajoavat positiivisesti varautuneiksi kaliumioneiksi ja negatiivisesti varautuneiksi kloori-ioneiksi. Molemmat ovat kiinnostuneita vesimolekyyleistä ja ovat siten hydrofiilisiä.
Hydrofobiset molekyylit
Koska vesimolekyylit ovat polaarisia, ne vetävät puoleensa. Vesimolekyylin negatiivinen happipää houkuttelee yhtä positiivisesti varautuneista vetyatomista. Vesimolekyylit muodostavat suhteellisen heikkoja molekyylien välisiä sidoksia, joita kutsutaan vetysidoksiksi. Ioneilla on riittävän voimakas varaus näiden sidosten rikkomiseksi, ja muut napamolekyylit voivat muodostaa samanlaisia sidoksia vetymolekyylien kanssa. Siksi ionit ja muut polaarimolekyylit ovat hydrofiilisiä.
Ei-polaarisilla molekyyleillä ei ole eri varauksia, joten ne eivät voi rikkoa vesimolekyylien vetysidoksia. Vesimolekyylit pysyvät sidoksissa toisiinsa, ja ei-polaariset molekyylit eivät voi liuketa. Tämä tarkoittaa, että nämä ei-polaarisista molekyyleistä koostuvat materiaalit ovat hydrofobisia tai vettä hylkiviä. Monet rasvat ja öljyt kuuluvat tähän luokkaan. Päinvastoin kuin ionit, jotka ovat aina hydrofiilisiä varauksestaan johtuen, ei-polaariset molekyylit erottuvat vedestä eivätkä pysty liukenemaan.