Tartalom
Az ionok hidrofilok vagy vonzódnak a vízmolekulákhoz, mert a vízmolekulák polárisak, egyik végük negatív töltéssel, a másik végén pedig pozitív töltésű. A vízmolekula pozitív töltésű vége negatívan töltött ionokat, a negatív töltésű pozitív töltésű ionokat vonzza. Mivel az ionokat ily módon vonzzák a vízmolekulák, hidrofilnek mondják őket. 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, mivel vonzzák a poláris töltésű vízmolekulákat. A vízmolekula vége az oxigénatommal negatív töltésű, míg a hidrogénatom vége pozitív töltésű. A pozitív töltésű hidrogénatomok negatív töltésű ionokat vonzanak, az oxigénatom pedig a pozitív töltésű ionokat. A töltések nélküli molekulák, például a nem poláros molekulák általában hidrofóbak vagy a víz visszataszítóak.
Ionok és poláris molekulák
Egy vízmolekulát két hidrogénatomból és egy oxigénatomból képeznek, amelyet két poláris kovalens kötés köt össze. Ezeket a molekulákat polárisnak nevezzük, mivel a töltések a molekula két ellentétes végén vannak. Az oxigénatom jobban vonzza a megosztott kötési elektronokat, mint a hidrogén atomok, tehát a molekula oxigénvonala negatív töltésű, míg a két hidrogénatom pozitív töltésű.
Az ionok olyan atomok, amelyek feladtak vagy kaptak további elektronokat, ezért pozitív vagy negatív töltéssel rendelkeznek. Ionos kötésű vegyületeket képeznek, azaz a vegyület pozitív és negatív töltésű ionjai vonzzák egymást. Amikor a vegyületet vízben oldják, minden ion vonzódik a vízmolekulákhoz és oldatba megy. Az ionos kötések hidrofil vegyületeket és ionokat eredményeznek.
Például a kálium-klorid, a KCl egy ionos vegyület, amely kálium- és klórionokból áll. A vízben az ionok feloldódnak és pozitív töltésű káliumionokká és negatív töltésű klórionokká disszociálódnak. Mindkettőt vonzza a vízmolekulák, és ezért hidrofil.
Hidrofób molekulák
Mivel a vízmolekulák polárisak, vonzzák őket egymáshoz. A vízmolekula negatív oxigénvégét egyik pozitív töltésű hidrogénatom vonzza. A vízmolekulák viszonylag gyenge intermolekuláris kötéseket képeznek, amelyeket hidrogénkötéseknek hívnak. Az ionok töltése elég erős ahhoz, hogy ezeket a kötéseket megszakítsa, és más poláris molekulák hasonló kötéseket képezhetnek a hidrogén molekulákkal. Ezért vannak az ionok és más poláris molekulák hidrofilok.
A nem poláros molekuláknak eltérően töltött végei vannak, így nem tudják megtörni a vízmolekulák hidrogénkötéseit. A vízmolekulák kötve maradnak és a nem-poláros molekulák nem oldódnak fel. Ez azt jelenti, hogy ezek a nem poláros molekulákból álló anyagok hidrofóbak vagy víztaszítóak. Sok zsír és olaj tartozik ebbe a kategóriába. Ellentétben az ionokkal, amelyek töltése miatt mindig hidrofil, a nem-poláros molekulák elválasztódnak a vízből és az inga feloldódik.