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イオンは親水性であるか、水分子に引き寄せられます。これは、水分子が極性を持ち、一方の端に負の電荷を持ち、もう一方の端に正の電荷を持つためです。水分子の正に帯電した末端は負に帯電したイオンを引き付け、負に帯電した末端は正に帯電したイオンを引き付けます。このようにイオンは水分子に引き付けられるため、親水性であると言われています。非極性分子で構成される材料は、疎水性または撥水性である傾向があります。
TL; DR(長すぎる;読まなかった)
イオンは正または負に帯電した分子であり、したがって、極性に帯電した水分子に引き付けられるため、親水性です。酸素原子を持つ水分子の末端は負に帯電し、水素原子の末端は正に帯電します。正に帯電した水素原子は負に帯電したイオンを引き付け、酸素原子は正に帯電したイオンを引き付ける。非極性分子などの電荷のない分子は、疎水性であるか、水をはじく傾向があります。
イオンと極分子
水分子は、2つの極性共有結合で結合された2つの水素原子と酸素原子から形成されます。これらの分子は、電荷が分子の両端にあるため、極性と呼ばれます。酸素原子は共有結合電子を水素原子より強く引き付けるため、分子の酸素末端は負に帯電し、2つの水素原子は正に帯電します。
イオンは、余分な電子をあきらめるか受け取った原子であり、したがって正または負の電荷を持っています。それらは、イオン結合を持つ化合物を形成します。これは、化合物の正と負に帯電したイオンが互いに引き合うことを意味します。化合物が水に溶解すると、各イオンは水分子に引き寄せられて溶液になります。イオン結合により、親水性化合物とイオンが生成されます。
たとえば、塩化カリウム(KCl)は、カリウムイオンと塩素イオンで構成されるイオン化合物です。水では、イオンは溶解し、正に帯電したカリウムイオンと負に帯電した塩素イオンに解離します。両方とも水分子に引き付けられるため、親水性です。
疎水性分子
水分子は極性があるため、互いに引き付けられます。水分子の負の酸素末端は、正に帯電した水素原子の1つに引き寄せられます。水分子は、水素結合と呼ばれる比較的弱い分子間結合を形成します。イオンはこれらの結合を破壊するのに十分な電荷を持ち、他の極性分子は水素分子と同様の結合を形成できます。それが、イオンや他の極性分子が親水性である理由です。
非極性分子は異なる電荷を帯びているため、水分子の水素結合を切断することはできません。水分子は互いに結合したままで、非極性分子は溶解できません。これは、非極性分子で構成されるこれらの材料が疎水性または撥水性であることを意味します。多くの油脂がこのカテゴリに分類されます。電荷により常に親水性であるイオンとは異なり、非極性分子は水から分離し、溶解しません。