Lipidy sú široká skupina chemikálií, ktoré zahŕňajú steroidy, tuky a vosky charakterizované ich nerozpustnosťou vo vode. Táto nerozpustnosť sa často označuje ako hydrofóbna alebo „obávajúca sa vody“. Tento pojem však môže byť zavádzajúci ako ich nerozpustnosť v voda je spôsobená oveľa väčšou afinitou molekuly vody k iným molekulám vody ako odpudzovanie medzi lipidom a vodou molekuly.
Polárne a nepolárne dlhopisy
Väzby uhlík-uhlík a uhlík-vodík, ktoré sa nachádzajú v lipidoch, sa považujú za nepolárne. To znamená, že elektróny vo väzbe sú medzi atómami zdieľané relatívne rovnomerne. Naopak, elektróny vo väzbách medzi vodíkom a kyslíkom v molekule vody nie sú zdieľané čo rovnako vedie k miernemu kladnému náboju na atóme vodíka a k miernemu negatívnemu náboju na atóme vodíka atóm kyslíka. Tieto mierne náboje na atómoch v molekule vody, nazývané dipóly, vedú k tomu, že voda sa označuje ako polárna molekula.
Väzba vodíka
Polárne kovalentné väzby, aké sa nachádzajú vo vode, umožňujú tvorbu vodíkových väzieb, čo je slabá príťažlivá sila medzi miernym negatívnym nábojom v jednej polárnej molekule a slabým kladným nábojom v susednej polárnej molekula. Aj keď sú jednotlivé vodíkové väzby slabé, ich kumulatívny účinok výrazne ovplyvňuje fyzikálne vlastnosti polárnych zlúčenín. Polárne zlúčeniny majú tendenciu mať oveľa vyššie teploty topenia ako nepolárne zlúčeniny s podobnou molekulovou hmotnosťou a rozpustnosť je ovplyvnená prítomnosťou alebo neprítomnosťou vodíkových väzieb.
Štruktúra lipidov
Lipidy sa tvoria z dlhých reťazcov uhľovodíkov. Uhľovodíkové zlúčeniny sú charakteristické dlhou sekvenciou väzieb uhlík-uhlík s atómami vodíka naviazanými na atómy uhlíka. Podobná elektronegativita, miera schopnosti atómu priťahovať elektróny, atómov uhlíka a vodíka vedie k tomu, že uhľovodíky tvoria dlhé nepolárne reťazce.
Nasýtené a nenasýtené
Atómy uhlíka sa môžu viazať až so štyrmi ďalšími atómami. Jeden pár elektrónov zdieľaných medzi dvoma atómami sa nazýva jednoduchá väzba. Nasýtené lipidy majú jednoduché väzby medzi uhlíkmi na reťazci (uhlíky vždy vytvárajú jednoduché väzby s vodíkmi). V nenasýtených lipidoch je jedna z väzieb uhlík na uhlík dvojne viazaná (medzi atómami sú zdieľané štyri elektróny). Táto dvojitá väzba znižuje počet atómov vodíka v molekule a vytvára ohyb v reťazci. Jednoducho povedané, nasýtené lipidy majú čo najviac atómov vodíka obklopujúcich reťazec uhlíkov, kde majú nenasýtené lipidy menej ako maximálny počet možných atómov vodíka obklopujúcich uhlíkový reťazec v dôsledku dvojitej väzby medzi dvoma alebo viacerými uhlíkmi atómy.
Amfipatické zlúčeniny
Niektoré lipidy sú amfipatické, kde je na jednom konci pripojená hydrofilná chemická skupina, ako je karboxylová alebo fosfátová skupina. Hydrofilný koniec interaguje s molekulami vody, zatiaľ čo hydrofóbny koniec molekuly si zachováva svoju hydrofóbnu povahu. Táto dvojaká povaha umožňuje týmto molekulám vytvárať membrány živých buniek. Sú tiež prítomné v mydlách, kde kombinácia hydrofóbneho chvosta a hydrofilnej hlavice umožňuje rozpustenie ďalších lipidov vo vode.