Os íons são hidrofílicos ou atraídos por moléculas de água porque as moléculas de água são polares, com uma carga negativa em uma extremidade e uma carga positiva na outra. A extremidade carregada positivamente da molécula de água atrai íons carregados negativamente e a extremidade carregada negativamente, íons carregados positivamente. Como os íons são atraídos pelas moléculas de água dessa forma, eles são considerados hidrofílicos. Os materiais constituídos por moléculas não polares tendem a ser hidrofóbicos ou repelentes de água.
TL; DR (muito longo; Não li)
Os íons são moléculas com carga positiva ou negativa e, portanto, hidrofílicos porque são atraídos por moléculas de água com carga polar. A extremidade da molécula de água com o átomo de oxigênio é carregada negativamente, enquanto a extremidade do átomo de hidrogênio é carregada positivamente. Os átomos de hidrogênio carregados positivamente atraem íons carregados negativamente e o átomo de oxigênio atrai íons carregados positivamente. Moléculas sem quaisquer cargas, como moléculas apolares, tendem a ser hidrofóbicas ou repelir água.
Íons e moléculas polares
Uma molécula de água é formada por dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio ligados por duas ligações covalentes polares. Essas moléculas são chamadas de polares porque as cargas estão nas duas extremidades opostas da molécula. O átomo de oxigênio atrai os elétrons de ligação compartilhados com mais força do que os átomos de hidrogênio, então a extremidade do oxigênio da molécula é carregada negativamente, enquanto os dois átomos de hidrogênio são positivamente carregada.
Íons são átomos que desistiram ou receberam elétrons extras e, portanto, têm cargas positivas ou negativas. Eles formam compostos com ligações iônicas, o que significa que os íons carregados positiva e negativamente do composto se atraem. Quando o composto é dissolvido em água, cada íon é atraído pelas moléculas de água e entra em solução. As ligações iônicas resultam em compostos hidrofílicos e íons.
Por exemplo, cloreto de potássio, KCl, é um composto iônico feito de íons de potássio e cloro. Na água, os íons se dissolvem e se dissociam em íons de potássio com carga positiva e íons de cloro com carga negativa. Ambos são atraídos pelas moléculas de água e, portanto, são hidrofílicos.
Moléculas Hidrofóbicas
Como as moléculas de água são polares, elas se atraem. A extremidade negativa do oxigênio da molécula de água é atraída por um dos átomos de hidrogênio carregados positivamente. As moléculas de água formam ligações intermoleculares comparativamente fracas chamadas ligações de hidrogênio. Os íons têm uma carga forte o suficiente para quebrar essas ligações e outras moléculas polares podem formar ligações semelhantes com as moléculas de hidrogênio. É por isso que os íons e outras moléculas polares são hidrofílicas.
As moléculas não polares não têm extremidades com cargas diferentes e, portanto, não podem quebrar as ligações de hidrogênio das moléculas de água. As moléculas de água permanecem ligadas umas às outras e as moléculas apolares não podem se dissolver. Isso significa que esses materiais, compostos de moléculas apolares, são hidrofóbicos ou repelentes de água. Muitas gorduras e óleos se enquadram nesta categoria. Ao contrário dos íons, que são sempre hidrofílicos devido à sua carga, as moléculas apolares se separam da água e não podem se dissolver.