脂質が水に溶けないのはなぜですか？

脂質は、水に溶けないことを特徴とするステロイド、脂肪、ワックスを含む幅広い化学物質のグループです。 この不溶性は、しばしば疎水性または「水を恐れる」と呼ばれます。 ただし、この用語は、 水は、脂質と水の間の反発よりも、水分子が他の水分子に対してはるかに高い親和性を持っているためです。 分子。

脂質に見られる炭素-炭素結合および炭素-水素結合は無極性と見なされます。 これは、結合内の電子が原子間で比較的均等に共有されることを意味します。 逆に、水分子の水素と酸素の間の結合の電子は共有されません 同様に、水素原子にわずかな正電荷が生じ、水素原子にわずかな負電荷が生じます。 酸素原子。 双極子と呼ばれる水分子の原子に対するこれらのわずかな電荷により、水は極性分子と呼ばれます。

水中で見られるような極性共有結合は、弱い引力である水素結合の形成を可能にします 1つの極性分子のわずかな負電荷と隣接する極性分子のわずかな正電荷の間 分子。 個々の水素結合は弱いですが、それらの累積効果は極性化合物の物理的特性に大きく影響します。 極性化合物は、同様の分子量の非極性化合物よりもはるかに高い融点を持つ傾向があり、溶解度は水素結合の有無によって影響を受けます。

脂質は炭化水素の長鎖から形成されます。 炭化水素化合物は、炭素原子に結合した水素原子との炭素-炭素結合の長いシーケンスで注目に値します。 炭素原子と水素原子の同様の電気陰性度、つまり電子を引き付ける原子の能力の尺度は、炭化水素が長い非極性鎖を形成する結果になります。

炭素原子は、最大4つの追加原子と結合できます。 2つの原子間で共有される1対の電子は、単結合と呼ばれます。 飽和脂質は、鎖上の炭素間に単結合を持っています（炭素は常に水素と単結合を形成します）。 不飽和脂質では、炭素間結合の1つが二重結合しています（4つの電子が原子間で共有されています）。 この二重結合は、分子上の水素原子の数を減らし、鎖に曲がりを作ります。 簡単に言えば、飽和脂質は炭素の鎖の周りにできるだけ多くの水素原子を持っていますが、不飽和脂質はより少ないです 2つ以上の炭素間の二重結合の結果として炭素鎖を取り巻く可能な水素原子の最大数よりも 原子。

一部の脂質は両親媒性であり、カルボキシル基やリン酸基などの親水性化学基が一端に結合しています。 親水性の末端は水分子と相互作用しますが、分子の疎水性の尾はその疎水性を保持します。 この二重の性質により、これらの分子は生細胞の膜を形成することができます。 それらはまた、疎水性の尾と親水性の頭の組み合わせが他の脂質を水に溶解することを可能にする石鹸にも存在します。