Joner är hydrofila eller lockas till vattenmolekyler eftersom vattenmolekylerna är polära, med en negativ laddning i ena änden och en positiv laddning i den andra änden. Den positivt laddade änden av vattenmolekylen drar till sig negativt laddade joner och den negativt laddade änden positivt laddade joner. Eftersom joner lockas till vattenmolekylerna på detta sätt sägs de vara hydrofila. Material som består av icke-polära molekyler tenderar att vara hydrofoba eller vattenavvisande.
TL; DR (för lång; Läste inte)
Joner är positivt eller negativt laddade molekyler och är därför hydrofila eftersom de lockas till polarladdade vattenmolekyler. Slutet på vattenmolekylen med syreatomen är negativt laddad medan väteatomen är positivt laddad. De positivt laddade väteatomerna drar till sig negativt laddade joner och syreatomen attraherar positivt laddade joner. Molekyler utan laddningar, såsom icke-polära molekyler, tenderar att vara hydrofoba eller avvisa vatten.
Joner och polära molekyler
En vattenmolekyl bildas av två väteatomer och en syreatom kopplad av två polära kovalenta bindningar. Dessa molekyler kallas polära eftersom laddningarna ligger i molekylens två motsatta ändar. Syreatomen lockar de delade bindningselektronerna starkare än väteatomerna, så syreänden av molekylen är negativt laddad medan de två väteatomerna är positivt laddad.
Joner är atomer som har gett upp eller fått extra elektroner och därför har positiva eller negativa laddningar. De bildar föreningar med jonbindningar, vilket innebär att de positivt och negativt laddade jonerna i föreningen lockar varandra. När föreningen upplöses i vatten lockas varje jon till vattenmolekylerna och går i lösning. De joniska bindningarna resulterar i hydrofila föreningar och joner.
Till exempel är kaliumklorid, KCl, en jonförening som består av kalium- och klorjoner. I vatten upplöses jonerna och dissocieras till positivt laddade kaliumjoner och negativt laddade klorjoner. Båda lockas till vattenmolekylerna och är därför hydrofila.
Hydrofoba molekyler
Eftersom vattenmolekyler är polära, lockas de till varandra. Den negativa syreänden av vattenmolekylen lockas till en av de positivt laddade väteatomerna. Vattenmolekylerna bildar jämförelsevis svaga intermolekylära bindningar som kallas vätebindningar. Joner har tillräckligt stark laddning för att bryta dessa bindningar och andra polära molekyler kan bilda liknande bindningar med vätemolekyler. Det är därför joner och andra polära molekyler är hydrofila.
Icke-polära molekyler har inte olika laddade ändar och kan därför inte bryta vattenmolekylernas vätebindningar. Vattenmolekylerna förblir bundna till varandra och de icke-polära molekylerna kan inte lösas upp. Detta betyder att dessa material, som består av icke-polära molekyler, är hydrofoba eller vattenavvisande. Många fetter och oljor faller inom denna kategori. I motsats till joner, som alltid är hydrofila på grund av sin laddning, skiljer sig de icke-polära molekylerna från vatten och kan inte lösas upp.