Lipidele sunt un grup larg de substanțe chimice care includ steroizi, grăsimi și ceruri caracterizate prin insolubilitatea lor în apă. Această insolubilitate este adesea denumită hidrofobă sau „frică de apă”. Cu toate acestea, acest termen poate fi înșelător ca insolubilitate a acestora în apa se datorează afinității mult mai mari a moleculei de apă pentru alte molecule de apă decât repulsia dintre lipide și apă molecule.
Legături polare și nepolare
Legăturile carbon-carbon și carbon-hidrogen găsite în lipide sunt considerate nepolare. Aceasta înseamnă că electronii din legătură sunt împărțiți relativ în mod egal între atomi. În schimb, electronii din legăturile dintre hidrogen și oxigen într-o moleculă de apă nu sunt împărtășite rezultând în mod egal o ușoară sarcină pozitivă pe atomul de hidrogen și o ușoară sarcină negativă pe atom de oxigen. Aceste ușoare încărcări pe atomii din molecula de apă, numite dipoli, duc la denumirea apei ca moleculă polară.
Legătură de hidrogen
Legăturile covalente polare precum cele găsite în apă permit formarea de legături de hidrogen, o forță slabă de atracție între sarcina negativă ușoară într-o moleculă polară și sarcina ușoară pozitivă într-un polar adiacent moleculă. În timp ce legăturile individuale de hidrogen sunt slabe, efectul lor cumulativ influențează foarte mult proprietățile fizice ale compușilor polari. Compușii polari tind să aibă puncte de topire mult mai mari decât compușii nepolari similari cu greutate moleculară, iar solubilitatea este influențată de prezența sau absența legăturilor de hidrogen.
Structura lipidică
Lipidele se formează din lanțuri lungi de hidrocarburi. Compușii hidrocarbonati se remarcă prin secvența lungă de legături carbon-carbon cu atomi de hidrogen legați de atomii de carbon. Electronegativitatea similară, o măsură a capacității unui atom de a atrage electroni, a atomilor de carbon și hidrogen are ca rezultat hidrocarburi care formează lanțuri nepolare lungi.
Saturat și nesaturat
Atomii de carbon se pot lega cu până la patru atomi suplimentari. O singură pereche de electroni împărțiți între doi atomi este denumită o singură legătură. Lipidele saturate au legături simple între carbonii din lanț (carbonii formează întotdeauna legături simple cu hidrogenii). În lipidele nesaturate, una dintre legăturile carbon-carbon este dublă (patru electroni sunt împărțiți între atomi). Această legătură dublă reduce numărul de atomi de hidrogen de pe moleculă și creează o îndoire în lanț. Pur și simplu, lipidele saturate au cât mai mulți atomi de hidrogen în jurul lanțului de carboni, unde lipidele nesaturate au mai puține decât numărul maxim de atomi de hidrogen posibili care înconjoară lanțul de carbon ca rezultat al dublei legături între doi sau mai mulți carbon atomi.
Compuși amfipatici
Unele lipide sunt amfipatice, unde o grupare chimică hidrofilă, cum ar fi o grupare carboxil sau fosfat, este atașată la un capăt. Capătul hidrofil interacționează cu moleculele de apă în timp ce coada hidrofobă a moleculei își păstrează natura hidrofobă. Această natură duală permite acestor molecule să formeze membranele celulelor vii. Sunt prezenți și în săpunuri în care combinația dintre o coadă hidrofobă și un cap hidrofil permite dizolvarea altor lipide în apă.