Er joner hydrofobe eller hydrofile?

Joner er hydrofile eller tiltrukket af vandmolekyler, fordi vandmolekylerne er polære, med en negativ ladning i den ene ende og en positiv ladning i den anden ende. Den positivt ladede ende af vandmolekylet tiltrækker negativt ladede ioner og den negativt ladede ende positivt ladede ioner. Fordi ioner tiltrækkes af vandmolekylerne på denne måde, siges de at være hydrofile. Materialer, der består af ikke-polære molekyler, er tilbøjelige til at være hydrofobe eller vandafvisende.

TL; DR (for lang; læste ikke)

Ioner er positivt eller negativt ladede molekyler og er derfor hydrofile, fordi de tiltrækkes af polærladede vandmolekyler. Enden af vandmolekylet med oxygenatomet er negativt ladet, mens hydrogenatomens ende er positivt ladet. De positivt ladede hydrogenatomer tiltrækker negativt ladede ioner, og oxygenatomet tiltrækker positivt ladede ioner. Molekyler uden ladninger, såsom ikke-polære molekyler, har en tendens til at være hydrofobe eller afvise vand.
Ioner og polære molekyler

Et vandmolekyle dannes af to hydrogenatomer og et oxygenatom bundet af to polære kovalente bindinger . Disse molekyler kaldes polære, fordi ladningerne er i de to modsatte ender af molekylet. Oxygenatom tiltrækker de delte bindingselektroner stærkere end hydrogenatomer, så iltenden af molekylet er negativt ladet, mens de to hydrogenatomer er positivt ladede.

Ioner er atomer, der har givet op eller modtaget ekstra elektroner og har derfor positive eller negative ladninger. De danner forbindelser med ioniske bindinger, hvilket betyder, at de positivt og negativt ladede ioner af forbindelsen tiltrækker hinanden. Når forbindelsen opløses i vand, tiltrækkes hver ion til vandmolekylerne og går i opløsning. De ioniske bindinger resulterer i hydrofile forbindelser og ioner.

For eksempel er kaliumchlorid, KCl, en ionforbindelse, der består af kalium- og chlorioner. I vand opløses ionerne og dissocieres i positivt ladede kaliumioner og negativt ladede chlorioner. Begge er tiltrukket af vandmolekylerne og er derfor hydrofile.
Hydrofobe molekyler

Da vandmolekyler er polære, tiltrækkes de af hinanden. Den negative iltende ende af vandmolekylet tiltrækkes af et af de positivt ladede hydrogenatomer. Vandmolekylerne danner relativt svage intermolekylære bindinger kaldet brintbindinger. Ioner har en stærk nok ladning til at bryde disse bindinger, og andre polære molekyler kan danne lignende bindinger med brintmolekyler. Derfor er ioner og andre polære molekyler hydrofile.

Ikke-polære molekyler har ikke forskelligt ladede ender, og derfor kan de ikke bryde hydrogenbindingerne i vandmolekylerne. Vandmolekylerne forbliver bundet til hinanden, og de ikke-polære molekyler kan ikke opløses. Dette betyder, at disse materialer, der består af ikke-polære molekyler, er hydrofobe eller vandafvisende. Mange fedtstoffer og olier falder ind under denne kategori. I modsætning til ioner, som altid er hydrofile på grund af deres ladning, adskiller de ikke-polære molekyler sig fra vand og kan ikke opløses.