Wanneer ionische en covalente verbindingen in water worden opgelost, treden er verschillende verschijnselen op, afhankelijk van de aard van de verbinding en de eigenschappen van water. Dit is wat er met elk type verbinding gebeurt:

Ionische verbindingen:

1. Dissociatie: Ionische verbindingen, zoals natriumchloride (NaCl), ondergaan een proces dat dissociatie wordt genoemd wanneer ze in water worden opgelost. De watermoleculen omringen de ionen die in de verbinding aanwezig zijn, waardoor de elektrostatische aantrekkingskracht tussen hen wordt verbroken. Als gevolg hiervan dissocieert de verbinding in zijn individuele ionen. NaCl dissocieert bijvoorbeeld in Na⁺- en Cl⁻-ionen wanneer het in water wordt opgelost.

2. Hydratatie: Zodra de ionen zijn gescheiden, worden ze omgeven door watermoleculen via een proces dat bekend staat als hydratatie. Watermoleculen vormen waterstofbruggen met de ionen, waardoor een "hydratatiesfeer" rond elk ion ontstaat. Deze hydratatiesfeer stabiliseert de ionen in de oplossing.

3. Vorming van gehydrateerde ionen: De gehydrateerde ionen kunnen nu onafhankelijk in het water bewegen, omringd door hun hydratatiebollen. Deze gehydrateerde ionen behouden hun lading en dragen bij aan de elektrische geleidbaarheid van de oplossing.

Covalente verbindingen:

1. Polariteit: Covalente verbindingen kunnen polair of niet-polair zijn. Polaire covalente verbindingen, zoals waterstofchloride (HCl), hebben een gedeeltelijk positieve lading op het ene atoom en een gedeeltelijk negatieve lading op het andere. Door deze polariteit kunnen ze interageren met watermoleculen.

2. Waterstofbinding: Polaire covalente verbindingen kunnen waterstofbruggen vormen met watermoleculen. Het elektronegatieve atoom in de covalente verbinding trekt de waterstof gedeeltelijk uit het watermolecuul aan, wat resulteert in de vorming van waterstofbruggen. Deze waterstofbinding verhoogt de oplosbaarheid van de covalente verbinding in water.

3. Gedeeltelijke dissociatie: In sommige gevallen kunnen polaire covalente verbindingen gedeeltelijk dissociëren in water, waardoor ionen in de oplossing vrijkomen. HCl ondergaat bijvoorbeeld een gedeeltelijke dissociatie in water, waarbij H⁺- en Cl⁻-ionen vrijkomen, zij het in mindere mate vergeleken met ionische verbindingen.

4. Hydratatie van polaire moleculen: Polaire covalente moleculen kunnen ook gehydrateerd raken, hoewel de hydratatie zwakker is vergeleken met gehydrateerde ionen. De gedeeltelijke ladingen op het molecuul werken samen met de tegengesteld geladen polen van watermoleculen, wat leidt tot hydratatie.

5. Beperkte oplosbaarheid: Niet-polaire covalente verbindingen vormen daarentegen geen waterstofbruggen en dissociëren niet in water. Ze zijn doorgaans niet mengbaar met water, wat betekent dat ze niet in water oplossen. Niet-polaire moleculen zijn beter oplosbaar in organische oplosmiddelen.

Samenvattend dissociëren ionische verbindingen in gehydrateerde ionen wanneer ze in water worden opgelost, terwijl polaire covalente verbindingen waterstofbruggen kunnen vormen en gedeeltelijke dissociatie kunnen ondergaan. Niet-polaire covalente verbindingen zijn over het algemeen niet mengbaar met water. De oplosbaarheid en het gedrag van verbindingen in water zijn afhankelijk van hun chemische eigenschappen en de polariteit van het oplosmiddel.