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Gli ioni sono idrofili o attratti dalle molecole d'acqua perché le molecole d'acqua sono polari, con una carica negativa a un'estremità e una carica positiva all'altra estremità. L'estremità caricata positivamente della molecola d'acqua attira ioni caricati negativamente e l'estremità caricata negativamente ioni caricati positivamente. Poiché gli ioni sono attratti dalle molecole d'acqua in questo modo, si dice che siano idrofili. I materiali costituiti da molecole non polari tendono ad essere idrofobici o idrorepellenti.
TL; DR (Too Long; Didnt Read)
Gli ioni sono molecole caricate positivamente o negativamente e sono quindi idrofili perché attratti da molecole d'acqua a carica polare. L'estremità della molecola d'acqua con l'atomo di ossigeno è caricata negativamente mentre l'estremità dell'atomo di idrogeno è caricata positivamente. Gli atomi di idrogeno con carica positiva attraggono ioni con carica negativa e l'atomo di ossigeno attira ioni con carica positiva. Le molecole senza cariche come le molecole non polari tendono ad essere idrofobiche o respingere l'acqua.
Ioni e molecole polari
Una molecola d'acqua è formata da due atomi di idrogeno e un atomo di ossigeno collegato da due legami polari covalenti. Queste molecole sono chiamate polari perché le cariche sono alle due estremità opposte della molecola. L'atomo di ossigeno attira gli elettroni di legame condivisi più fortemente degli atomi di idrogeno, quindi l'estremità di ossigeno della molecola viene caricata negativamente mentre i due atomi di idrogeno sono caricati positivamente.
Gli ioni sono atomi che hanno rinunciato o ricevuto elettroni extra e quindi hanno cariche positive o negative. Formano composti con legami ionici, il che significa che gli ioni caricati positivamente e negativamente del composto si attraggono. Quando il composto viene sciolto in acqua, ogni ione viene attratto dalle molecole d'acqua e va in soluzione. I legami ionici producono composti e ioni idrofili.
Ad esempio, il cloruro di potassio, KCl, è un composto ionico costituito da ioni potassio e cloro. In acqua, gli ioni si dissolvono e si dissociano in ioni di potassio caricati positivamente e ioni di cloro caricati negativamente. Entrambi sono attratti dalle molecole d'acqua e sono quindi idrofili.
Molecole idrofobiche
Poiché le molecole d'acqua sono polari, sono attratte l'una dall'altra. L'estremità negativa dell'ossigeno della molecola d'acqua è attratta da uno degli atomi di idrogeno caricati positivamente. Le molecole d'acqua formano legami intermolecolari relativamente deboli chiamati legami idrogeno. Gli ioni hanno una carica abbastanza forte da rompere questi legami e altre molecole polari possono formare legami simili con molecole di idrogeno. Ecco perché gli ioni e altre molecole polari sono idrofili.
Le molecole non polari non hanno estremità caricate in modo diverso e quindi non possono rompere i legami idrogeno delle molecole d'acqua. Le molecole d'acqua rimangono legate l'una all'altra e le molecole non polari non possono dissolversi. Ciò significa che questi materiali, costituiti da molecole non polari, sono idrofobici o idrorepellenti. Molti grassi e oli rientrano in questa categoria. Contrariamente agli ioni, che sono sempre idrofili a causa della loro carica, le molecole non polari si separano dall'acqua e non possono dissolversi.