Jony są hydrofilowe lub przyciągane do cząsteczek wody, ponieważ cząsteczki wody są polarne, z ładunkiem ujemnym na jednym końcu i dodatnim na drugim końcu. Dodatnio naładowany koniec cząsteczki wody przyciąga ujemnie naładowane jony, a ujemnie naładowany koniec dodatnio naładowane jony. Ponieważ w ten sposób jony są przyciągane do cząsteczek wody, mówi się, że są hydrofilowe. Materiały składające się z niepolarnych cząsteczek są zwykle hydrofobowe lub hydrofobowe.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Jony są cząsteczkami naładowanymi dodatnio lub ujemnie, a zatem są hydrofilowe, ponieważ przyciągają je polarne cząsteczki wody. Koniec cząsteczki wody z atomem tlenu jest naładowany ujemnie, podczas gdy koniec atomu wodoru jest naładowany dodatnio. Dodatnio naładowane atomy wodoru przyciągają jony naładowane ujemnie, a atom tlenu przyciąga jony naładowane dodatnio. Cząsteczki bez żadnych ładunków, takie jak cząsteczki niepolarne, mają tendencję do hydrofobowości lub odpychania wody.
Jony i cząsteczki polarne
Cząsteczka wody składa się z dwóch atomów wodoru i tlenu połączonych dwoma polarnymi wiązaniami kowalencyjnymi. Cząsteczki te nazywane są polarnymi, ponieważ ładunki znajdują się na dwóch przeciwległych końcach cząsteczki. Atom tlenu przyciąga wspólne elektrony wiążące silniej niż atomy wodoru, więc tlenowy koniec cząsteczki jest naładowany ujemnie, podczas gdy dwa atomy wodoru są dodatnio naładowany.
Jony to atomy, które oddały lub otrzymały dodatkowe elektrony, a zatem mają ładunki dodatnie lub ujemne. Tworzą związki z wiązaniami jonowymi, co oznacza, że dodatnio i ujemnie naładowane jony związku przyciągają się nawzajem. Kiedy związek rozpuszcza się w wodzie, każdy jon jest przyciągany do cząsteczek wody i przechodzi do roztworu. Wiązania jonowe dają związki hydrofilowe i jony.
Na przykład chlorek potasu, KCl, jest związkiem jonowym składającym się z jonów potasu i chloru. W wodzie jony rozpuszczają się i dysocjują na dodatnio naładowane jony potasu i ujemnie naładowane jony chloru. Oba są przyciągane przez cząsteczki wody i dlatego są hydrofilowe.
Cząsteczki hydrofobowe
Ponieważ cząsteczki wody są polarne, przyciągają się do siebie. Ujemny tlenowy koniec cząsteczki wody jest przyciągany do jednego z dodatnio naładowanych atomów wodoru. Cząsteczki wody tworzą stosunkowo słabe wiązania międzycząsteczkowe zwane wiązaniami wodorowymi. Jony mają wystarczająco silny ładunek, aby zerwać te wiązania, a inne cząsteczki polarne mogą tworzyć podobne wiązania z cząsteczkami wodoru. Dlatego jony i inne cząsteczki polarne są hydrofilowe.
Cząsteczki niepolarne nie mają różnie naładowanych końców, więc nie mogą zerwać wiązań wodorowych cząsteczek wody. Cząsteczki wody pozostają ze sobą połączone, a cząsteczki niepolarne nie mogą się rozpuścić. Oznacza to, że te materiały, składające się z niepolarnych cząsteczek, są hydrofobowe lub hydrofobowe. Wiele tłuszczów i olejów należy do tej kategorii. W przeciwieństwie do jonów, które ze względu na swój ładunek zawsze są hydrofilowe, cząsteczki niepolarne oddzielają się od wody i nie mogą się rozpuszczać.