Joni su hidrofilni ili ih molekule vode privlače jer su molekule vode polarne, s negativnim nabojem na jednom kraju i pozitivnim nabojem na drugom kraju. Pozitivno nabijeni kraj molekule vode privlači negativno nabijene ione, a negativno nabijeni kraj pozitivno nabijene ione. Budući da na ovaj način molekule vode privlače ione, za njih se kaže da su hidrofilni. Materijali koji se sastoje od nepolarnih molekula imaju tendenciju da budu hidrofobni ili odbijaju vodu.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Joni su pozitivno ili negativno nabijene molekule i stoga su hidrofilni jer ih privlače polarno nabijene molekule vode. Kraj molekule vode s atomom kisika je negativno nabijen, dok je kraj atoma vodika pozitivno nabijen. Pozitivno nabijeni atomi vodika privlače negativno nabijene ione, a atom kisika pozitivno nabijene ione. Molekule bez ikakvih naboja poput nepolarnih molekula imaju tendenciju da budu hidrofobne ili odbijaju vodu.
Joni i polarne molekule
Molekula vode nastaje od dva atoma vodika i atoma kisika povezana dvjema polarnim kovalentnim vezama. Te se molekule nazivaju polarnima, jer su naboji na dva suprotna kraja molekule. Atom kisika privlači podijeljene elektrone snažnije od atoma vodika, dakle kraj molekule s kisikom je negativno nabijen, dok su dva atoma vodika pozitivno naplaćeno.
Joni su atomi koji su se odrekli ili primili dodatne elektrone i zato imaju pozitivne ili negativne naboje. Oni tvore spojeve s ionskim vezama, što znači da se pozitivno i negativno nabijeni ioni spoja međusobno privlače. Kada se spoj otopi u vodi, svaki ion privlači molekule vode i prelazi u otopinu. Jonske veze rezultiraju hidrofilnim spojevima i ionima.
Na primjer, kalijev klorid, KCl, je ionski spoj koji se sastoji od iona kalija i klora. U vodi se ioni rastvaraju i razdvajaju na pozitivno nabijene kalijeve ione i negativno nabijene ione klora. Obje privlače molekule vode i stoga su hidrofilne.
Hidrofobni molekuli
Budući da su molekule vode polarne, međusobno ih privlače. Negativni kraj molekule vode kisika privlači jedan od pozitivno nabijenih atoma vodika. Molekule vode tvore relativno slabe intermolekularne veze koje se nazivaju vodikove veze. Joni imaju dovoljno jak naboj da razbiju te veze i druge polarne molekule mogu stvoriti slične veze s molekulama vodika. Zbog toga su ioni i druge polarne molekule hidrofilni.
Nepolarne molekule nemaju različito nabijene krajeve pa ne mogu prekinuti vodikove veze molekula vode. Molekule vode ostaju povezane jedna s drugom i nepolarne molekule se ne mogu otopiti. To znači da su ti materijali, sastavljeni od nepolarnih molekula, hidrofobni ili vodoodbojni. Mnoge masti i ulja spadaju u ovu kategoriju. Suprotno ionima, koji su zbog svog naboja uvijek hidrofilni, nepolarne molekule odvajaju se od vode i ne mogu se otopiti.