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Los iones son hidrófilos o atraídos por las moléculas de agua porque las moléculas de agua son polares, con una carga negativa en un extremo y una carga positiva en el otro extremo. El extremo cargado positivamente de la molécula de agua atrae iones cargados negativamente y el extremo cargado negativamente iones cargados positivamente. Debido a que los iones son atraídos por las moléculas de agua de esta manera, se dice que son hidrófilos. Los materiales compuestos de moléculas no polares tienden a ser hidrófobos o repelentes al agua.
TL; DR (demasiado largo; no leído)
Los iones son moléculas cargadas positiva o negativamente y, por lo tanto, son hidrófilos porque se sienten atraídos por las moléculas de agua con carga polar. El extremo de la molécula de agua con el átomo de oxígeno tiene carga negativa mientras que el extremo del átomo de hidrógeno tiene carga positiva. Los átomos de hidrógeno cargados positivamente atraen iones cargados negativamente y el átomo de oxígeno atrae iones cargados positivamente. Las moléculas sin cargas, como las moléculas no polares, tienden a ser hidrófobas o repelen el agua.
Iones y Moléculas Polares
Una molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno unidos por dos enlaces covalentes polares. Estas moléculas se llaman polares porque las cargas están en los dos extremos opuestos de la molécula. El átomo de oxígeno atrae los electrones de enlace compartidos con mayor fuerza que los átomos de hidrógeno, por lo que el extremo de oxígeno de la molécula está cargado negativamente mientras que los dos átomos de hidrógeno están cargados positivamente.
Los iones son átomos que han renunciado o recibido electrones adicionales y, por lo tanto, tienen cargas positivas o negativas. Forman compuestos con enlaces iónicos, lo que significa que los iones cargados positiva y negativamente del compuesto se atraen entre sí. Cuando el compuesto se disuelve en agua, cada ion es atraído por las moléculas de agua y se disuelve. Los enlaces iónicos dan como resultado compuestos e iones hidrófilos.
Por ejemplo, el cloruro de potasio, KCl, es un compuesto iónico compuesto de iones de potasio y cloro. En agua, los iones se disuelven y se disocian en iones de potasio con carga positiva e iones de cloro con carga negativa. Ambos se sienten atraídos por las moléculas de agua y, por lo tanto, son hidrófilos.
Moléculas Hidrofóbicas
Como las moléculas de agua son polares, se atraen entre sí. El extremo negativo de oxígeno de la molécula de agua es atraído a uno de los átomos de hidrógeno cargados positivamente. Las moléculas de agua forman enlaces intermoleculares relativamente débiles llamados enlaces de hidrógeno. Los iones tienen una carga lo suficientemente fuerte como para romper estos enlaces y otras moléculas polares pueden formar enlaces similares con las moléculas de hidrógeno. Es por eso que los iones y otras moléculas polares son hidrófilas.
Las moléculas no polares no tienen extremos con carga diferente y, por lo tanto, no pueden romper los enlaces de hidrógeno de las moléculas de agua. Las moléculas de agua permanecen unidas entre sí y las moléculas no polares no pueden disolverse. Esto significa que estos materiales, formados por moléculas no polares, son hidrófobos o repelentes al agua. Muchas grasas y aceites entran en esta categoría. A diferencia de los iones, que siempre son hidrófilos debido a su carga, las moléculas no polares se separan del agua y no pueden disolverse.