Jonerna är hydrofila eller attraherade 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 lockar 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 länge, läste inte)

Joner är positivt eller negativt laddade molekyler och är därför hydrofila eftersom de lockas till polära laddade vattenmolekyler. Slutet av vattenmolekylen med syreatomen är negativt laddad medan väteatomänden är positivt laddad. De positivt laddade väteatomerna lockar negativt laddade joner och syreatomen lockar positivt laddade joner. Molekyler utan några laddningar som icke-polära molekyler tenderar att vara hydrofoba eller avstöta 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 vid molekylens båda motsatta ändar. Syreatomen lockar de delade bindningselektronerna starkare än väteatomerna, så molekylens syreände är negativt laddad medan de två väteatomerna är positivt laddade.

Joner är atomer som har gett upp eller tagit emot extraelektroner och har därför positiva eller negativa laddningar. De bildar föreningar med jonbindningar, vilket betyder att de positivt och negativt laddade jonerna av föreningen lockar varandra. När föreningen är upplöst i vatten lockas varje jon till vattenmolekylerna och går i lösning. Jonbindningarna resulterar i hydrofila föreningar och joner.

Kaliumklorid, KCl, är till exempel en jonförening som består av kalium- och klorjoner. I vatten löser jonerna upp och dissocieras i positivt laddade kaliumjoner och negativt laddade klorjoner. Båda är attraherade av vattenmolekylerna och är därför hydrofila.

Hydrofoba molekyler

Eftersom vattenmolekylerna är polära lockas de till varandra. Den negativa syreenden hos vattenmolekylen lockas till en av de positivt laddade väteatomerna. Vattenmolekylerna bildar relativt svaga intermolekylära bindningar som kallas vätebindningar. Jonerna har en tillräckligt hög laddning för att bryta dessa bindningar och andra polära molekyler kan bilda liknande bindningar med vätemolekyler. Därför är joner och andra polära molekyler hydrofila.

Icke-polära molekyler har inte olika laddade ändar och kan därför inte bryta vätskemolekylernas vätebindningar. Vattenmolekylerna förbinder sig till varandra och de icke-polära molekylerna kan inte lösas upp. Detta innebär att dessa material, bestående av icke-polära molekyler, är hydrofoba eller vattenavvisande. Många fetter och oljor faller i denna kategori. I motsats till joner, som alltid är hydrofila på grund av deras laddning, skiljer de icke-polära molekylerna sig från vatten och kan inte lösas.