Sisältö
Ionit ovat hydrofiilisiä tai houkuttelevat vesimolekyylejä, koska vesimolekyylit ovat polaarisia, negatiivisessa varauksessa toisessa päässä ja positiivisessa varauksessa toisessa päässä. Vesimolekyylin positiivisesti varautunut pää houkuttelee negatiivisesti varautuneita ioneja ja negatiivisesti varautuneita päitä positiivisesti varautuneita ioneja. Koska ionit vetoavat vesimolekyyleihin tällä tavalla, niiden sanotaan olevan hydrofiilisiä. Ei-polaarisista molekyyleistä koostuvilla materiaaleilla on taipumus olla hydrofobisia tai vettä hylkiviä.
TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
Ionit ovat positiivisesti tai negatiivisesti varautuneita molekyylejä ja ovat siksi hydrofiilisiä, koska ne ovat kiinnostuneita polaarisesti varautuneista vesimolekyyleistä. Vesimolekyylin pää, jossa on happiatomi, on negatiivisesti varautunut, kun taas vetyatomin pää on positiivisesti varautunut. Positiivisesti varautuneet vetyatomit houkuttelevat negatiivisesti varautuneita ioneja ja happiatomi houkuttelee positiivisesti varautuneita ioneja. Molekyylit, joissa ei ole mitään varauksia, kuten ei-polaariset molekyylit, ovat yleensä hydrofobisia tai hylkivät vettä.
Ionit ja polaarimolekyylit
Vesimolekyyli muodostetaan kahdesta vetyatomista ja happiatomista, jotka on kytketty kahdella polaarisella kovalenttisella sidoksella. Näitä molekyylejä kutsutaan polaarisiksi, koska varaukset ovat molekyylin kahdessa vastakkaisessa päässä. Happiatomi houkuttelee jaettuja sidoselektroneja voimakkaammin kuin vetyatomeja, joten molekyylin happipään varaus on negatiivinen, kun taas kaksi vetyatomia ovat positiivisesti varautuneita.
Ionit ovat atomeja, jotka ovat luopuneet tai saaneet ylimääräisiä elektroneja, ja siksi niissä on positiivisia tai negatiivisia varauksia. Ne muodostavat ionisidoksilla olevia yhdisteitä, mikä tarkoittaa yhdisteen positiivisesti ja negatiivisesti varautuneiden ionien houkuttelemista toisiinsa. Kun yhdiste liuotetaan veteen, kukin ioni kiinnittyy vesimolekyyleihin ja menee liuokseen. Ionisidokset johtavat hydrofiilisiin yhdisteisiin ja ioneihin.
Esimerkiksi kaliumkloridi, KCl, on ioniyhdiste, joka koostuu kalium- ja kloori-ioneista. Vedessä ionit liukenevat ja hajoavat positiivisesti varautuneiksi kaliumioneiksi ja negatiivisesti varautuneiksi kloori-ioneiksi. Molemmat houkuttelevat vesimolekyylejä ja ovat siksi hydrofiilisiä.
Hydrofobiset molekyylit
Koska vesimolekyylit ovat polaarisia, ne vetäytyvät toisiinsa. Vesimolekyylin negatiivinen hapenpää houkuttelee yhtä positiivisesti varautuneista vetyatomeista. Vesimolekyylit muodostavat suhteellisen heikot molekyylien väliset sidokset, joita kutsutaan vety sidoksiksi. Ioneilla on riittävän vahva varaus hajottaa nämä sidokset ja muut polaariset molekyylit voivat muodostaa samanlaisia sidoksia vetymolekyylien kanssa. Siksi ionit ja muut polaariset molekyylit ovat hydrofiilisiä.
Ei-polaarisilla molekyyleillä ei ole erikseen varautuneita päätä, joten ne eivät voi rikkoa vesimolekyylien vedyn sidoksia. Vesimolekyylit pysyvät sitoutuneina toisiinsa ja ei-polaariset molekyylit eivät liukene. Tämä tarkoittaa, että nämä ei-polaarisista molekyyleistä koostuvat materiaalit ovat hydrofobisia tai vettä hylkiviä. Monet rasvat ja öljyt kuuluvat tähän luokkaan. Vastoin ioneja, jotka ovat varauksestaan aina hydrofiilisiä, ei-polaariset molekyylit erottuvat vedestä ja kallistus liukenee.