1. Polariteit:

* water (h₂o): Watermoleculen zijn polair. Het zuurstofatoom is elektronegatiefer dan de waterstofatomen, waardoor een gedeeltelijke negatieve lading ontstaat op de zuurstof- en gedeeltelijke positieve ladingen op de hydrogenen. Dit vormt een dipoolmoment, waardoor water een polair molecuul is.

* Niet-polaire moleculen: Niet-polaire moleculen hebben een gelijkmatige verdeling van elektronen, wat resulteert in geen significante ladingscheiding en geen dipoolmoment.

2. Intermoleculaire krachten:

* Water: Watermoleculen vormen sterke waterstofbruggen met elkaar vanwege hun polariteit. Deze waterstofbindingen zijn verantwoordelijk voor het hoge kookpunt en de oppervlaktespanning van water.

* Niet-polaire moleculen: Niet-polaire moleculen ervaren voornamelijk zwakke dispersiekrachten in Londen, die tijdelijke, vluchtige interacties zijn als gevolg van tijdelijke schommelingen in elektronenverdeling.

3. Hydrofoob effect:

* Water's voorkeur voor zichzelf: Watermoleculen interageren sterk met elkaar via waterstofbruggen en vormen een zeer samenhangend netwerk. Ze geven er de voorkeur aan om te associëren met andere watermoleculen in plaats van met niet-polaire moleculen.

* Uitsluiting van niet-polaire moleculen: Wanneer niet-polaire moleculen in water worden geïntroduceerd, verstoren ze het waterstofbindingsnetwerk. Om deze verstoring te minimaliseren, duwen watermoleculen de niet-polaire moleculen weg, waardoor afzonderlijke clusters of aggregaten worden gevormd. Dit fenomeen staat bekend als het hydrofobe effect .

In wezen maakt het sterke waterstofbindingsnetwerk in water het energetisch ongunstig voor niet-polaire moleculen om erin op te lossen. Ze worden afgestoten vanwege de verstoring die ze veroorzaken voor de samenhangende structuur van het water.

gevolgen:

* olie en water: Olie is een niet-polaire stof en mengt daarom niet met water.

* celmembranen: Celmembranen zijn samengesteld uit fosfolipidebilagen, met hydrofobe staarten waarmee naar binnen gerichte en hydrofiele koppen naar buiten gericht zijn. Deze structuur creëert een barrière die voorkomt dat in water oplosbare moleculen gemakkelijk de cel binnenkomen.

* Eiwitvouwen: Het hydrofobe effect speelt een cruciale rol bij het vouwen van eiwitten, waardoor niet-polaire aminozuren naar het interieur van het eiwit worden gereden, terwijl polaire aminozuren worden blootgesteld aan de waterige omgeving.