1. Polaritet:
* vatten (H₂O): Vattenmolekyler är polära. Syreatomen är mer elektronegativ än väteatomerna, vilket skapar en partiell negativ laddning på syre och partiella positiva laddningar på hydrogenerna. Detta bildar ett dipolmoment, vilket gör vatten till en polär molekyl.
* icke-polära molekyler: Icke-polära molekyler har en jämn fördelning av elektroner, vilket resulterar i ingen signifikant laddningsseparation och inget dipolmoment.
2. Intermolekylära krafter:
* Vatten: Vattenmolekyler bildar starka vätebindningar med varandra på grund av deras polaritet. Dessa vätebindningar är ansvariga för vattens höga kokpunkt och ytspänning.
* icke-polära molekyler: Icke-polära molekyler upplever främst svaga London-spridningskrafter, som är tillfälliga, flyktiga interaktioner på grund av tillfälliga fluktuationer i elektronfördelning.
3. Hydrofob effekt:
* Vattens preferens för sig själv: Vattenmolekyler interagerar starkt med varandra via vätebindningar och bildar ett mycket sammanhängande nätverk. De föredrar att associera med andra vattenmolekyler snarare än med icke-polära molekyler.
* Uteslutning av icke-polära molekyler: När icke-polära molekyler införs i vatten stör de vätebindningsnätverket. För att minimera denna störning "skjuter" vattenmolekylerna "de icke-polära molekylerna bort och bildar separata kluster eller aggregat. Detta fenomen är känt som den hydrofoba effekten .
I huvudsak gör det starka vätebindningsnätverket i vatten energiskt ogynnsamt för att icke-polära molekyler ska upplösas i det. De avvisas på grund av de störningar de orsakar till vattenens sammanhängande struktur.
Konsekvenser:
* olja och vatten: Olja är ett icke-polärt ämne och blandas därför inte med vatten.
* cellmembran: Cellmembran består av fosfolipid tvåskikt, med hydrofoba svansar som vetter mot inre och hydrofila huvuden mot utåt. Denna struktur skapar en barriär som förhindrar vattenlösliga molekyler från att enkelt komma in i cellen.
* Protein vikning: Den hydrofoba effekten spelar en avgörande roll i proteinvikning, vilket driver icke-polära aminosyror till proteinets inre, medan polära aminosyror utsätts för den vattenhaltiga miljön.
