A poláros vegyületek hajlamosak vízben oldódni, és ezt az általánosságot kiterjeszthetjük az összes ionos vegyületek közül a legpolárisabb vegyületekre is. Az asztali só, vagyis a nátrium-klorid (NaCl), a leggyakoribb ionos vegyület, vízben oldódik (360 g/l). Emlékezzünk vissza, hogy a NaCl egy sókristály, amely nem különálló NaCl-molekulákból, hanem inkább három dimenzióban, elektrosztatikus kölcsönhatások révén egymáshoz kötött Na+ és Cl- ionok kiterjedt csoportjából áll. Amikor a NaCl vízben oldódik, a kristályon belüli elektrosztatikus kölcsönhatásoknak meg kell szakadniuk. Ezzel szemben, amikor a molekuláris vegyületek vízben oldódnak, a különálló molekulák közötti intermolekuláris erők szakadnak meg. Elképzelhető, hogy az ionos kölcsönhatások felbontása nagyon nagy energiabefektetést igényel (már láttuk, hogy a gyémánt nem oldódik vízben, mert tényleges kovalens kötéseket kell felbontani). Ez igaz lenne, ha csak az ionos kölcsönhatások felbontásához szükséges energiát vennénk figyelembe, amit az a tény is jelez, hogy a NaCl 801 oC-on olvad meg és 1413 oC-on forr fel. De tudjuk, hogy az olyan anyagok, mint a NaCl, könnyen oldódnak vízben, tehát nyilvánvalóan valami másról van szó. A trükk az, hogy a NaCl oldódásakor az egész rendszert kell figyelembe venni, ahogyan azt a molekuláris fajok esetében is tettük. Figyelembe kell vennünk a megszakadó és a kialakuló kölcsönhatásokat. A kölcsönhatások e változásait a ΔH kifejezés tükrözi (a ΔG = ΔH – TΔS-ból).

Amikor egy NaCl-kristály vízzel érintkezik, a vízmolekulák a kristály felületén lévő Na+ és Cl- ionokkal lépnek kölcsönhatásba, ahogy az ábrán látható. A vízmolekulák pozitív végei (a hidrogének) a kloridionokkal, míg a vízmolekulák negatív vége (az oxigén) a nátriumionokkal lép kölcsönhatásba. A szilárdtest felszínén lévő ion tehát kölcsönhatásba lép az oldatból származó vízmolekulákkal; ezek a víz VisChem animáció a molekulákból dinamikus klasztert alkotnak az ion körül. A Na hidratálódását ábrázoló termikus mozgás (amely a molekulák kinetikus energiáját tükrözi, vagyis a + ion a NaCl felületén.
a rendszerben lévő más molekulákkal való ütközések által vezérelt mozgás) ezután az iont és annak vízhéját az oldatba mozgatja.116 A vízhéj rendkívül dinamikus – a molekulák belépnek és távoznak belőle. Az ionok és a vízmolekulák közötti ion-dipólus kölcsönhatás nagyon erősen stabilizáló (- ΔH) lehet. Azt a folyamatot, amelynek során az oldószer-molekulák kölcsönhatásba lépnek az oldott anyag molekuláival, és stabilizálják azokat az oldatban, szolvatációnak nevezzük. Ha víz az oldószer, a folyamatot hidratációnak nevezzük.

Mi a biológiai rendszer határa?