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 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 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 laddat medan väteatomen är positivt laddat. De positivt laddade väteatomerna lockar negativt laddade joner och syreatomen lockar positivt laddade joner. Molekyler utan några 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 med två polära kovalenta bindningar . Dessa molekyler kallas polära eftersom laddningarna är i de två motsatta ändarna av molekylen. Syreatomen lockar de delade bindningselektronerna starkare än väteatomerna, så syreänden av molekylen är negativt laddad medan de två väteatomerna är positivt laddade.

Joner är atomer som har gett upp eller fått extraelektroner och har därför positiva eller negativa laddningar. De bildar föreningar med joniska bindningar, vilket betyder att de positivt och negativt laddade jonerna av föreningen lockar varandra. När föreningen löses i vatten, dras varje jon till vattenmolekylerna och går in i lösning. De joniska bindningarna resulterar i hydrofila föreningar och joner.

Exempelvis är kaliumklorid, KCl, en jonisk förening som består av kalium- och klorjoner. I vatten upplöses och dissosieras jonerna i positivt laddade kaliumjoner och negativt laddade klorjoner. Båda lockas till vattenmolekylerna och är därför hydrofila.
Hydrofoba molekyler

Eftersom vattenmolekyler är polära, dras de till varandra. Vattenmolekylens negativa syreände lockas till en av de positivt laddade väteatomerna. Vattenmolekylerna bildar relativt svaga intermolekylära bindningar som kallas vätebindningar. Joner har en 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 vätebindningarna i vattenmolekylerna. Vattenmolekylerna förblir bundna till varandra och de icke-polära molekylerna kan inte upplösas. 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 deras laddning, separerar de icke-polära molekylerna från vatten och kan inte upplösas.