Az ionok hidrofilek vagy vonzódnak a vízmolekulákhoz, mivel a vízmolekulák polárosak, az egyik végén negatív töltésű, a másik végén pozitív töltésű. A vízmolekula pozitív töltésű vége negatív töltésű, a negatív töltésű pozitív töltésű ionokat vonzza. Mivel az ionok ily módon vonzódnak a vízmolekulákhoz, állítólag hidrofilek. A nem poláros molekulákból álló anyagok általában hidrofóbak vagy víztaszítóak.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
Az ionok pozitív vagy negatív töltésű molekulák, ezért hidrofilek, mert vonzódnak a poláros töltésű vízmolekulákhoz. Az oxigénatommal rendelkező vízmolekula vége negatív töltésű, míg a hidrogénatom pozitív töltésű. A pozitív töltésű hidrogénatomok negatív töltésű ionokat vonzanak, az oxigénatom pedig pozitív töltésű ionokat. A töltés nélküli molekulák, mint például a nem poláros molekulák, általában hidrofóbak vagy visszataszítják a vizet.
Ionok és poláris molekulák
A vízmolekula két hidrogénatomból és egy oxigénatomból áll, amelyet két polár kovalens kötés köt össze. Ezeket a molekulákat polárisnak nevezzük, mert a töltések a molekula két ellentétes végén vannak. Az oxigénatom erősebben vonzza a megosztott kötő elektronokat, mint a hidrogénatomok, tehát a molekula oxigén vége negatív töltésű, míg a két hidrogénatom pozitív töltött.
Az ionok olyan atomok, amelyek feladták vagy extra elektronokat kaptak, ezért pozitív vagy negatív töltésűek. Ionkötésekkel alkotnak vegyületeket, vagyis a vegyület pozitív és negatív töltésű ionjai vonzzák egymást. Amikor a vegyületet vízben oldjuk, minden ion vonzódik a vízmolekulákhoz, és oldatba megy. Az ionos kötések hidrofil vegyületeket és ionokat eredményeznek.
Például a kálium-klorid (KCl) kálium- és klórionokból álló ionos vegyület. A vízben az ionok feloldódnak és disszociálnak pozitív töltésű káliumionokká és negatív töltésű klórionokká. Mindkettő vonzódik a vízmolekulákhoz, ezért hidrofil.
Hidrofób molekulák
Mivel a vízmolekulák polárosak, vonzódnak egymáshoz. A vízmolekula negatív oxigénvége az egyik pozitív töltésű hidrogénatomhoz vonzódik. A vízmolekulák viszonylag gyenge intermolekuláris kötéseket képeznek, amelyeket hidrogénkötéseknek neveznek. Az ionok elég erős töltéssel rendelkeznek ahhoz, hogy megszakítsák ezeket a kötéseket, és más poláris molekulák hasonló kötéseket alkothatnak a hidrogén molekulákkal. Ezért az ionok és más poláris molekulák hidrofilek.
A nem poláros molekuláknak nincs különböző töltésű végük, ezért nem tudják megtörni a vízmolekulák hidrogénkötéseit. A vízmolekulák kötődnek egymáshoz, és a nem poláros molekulák nem tudnak feloldódni. Ez azt jelenti, hogy ezek a nem poláros molekulákból álló anyagok hidrofóbak vagy víztaszítóak. Sok zsír és olaj tartozik ebbe a kategóriába. Az ionokkal ellentétben, amelyek töltésük miatt mindig hidrofilek, a nem poláros molekulák elválnak a víztől, és nem tudnak feloldódni.