I lipidi sono un ampio gruppo di sostanze chimiche che includono steroidi, grassi e cere caratterizzati dalla loro insolubilità in acqua. Questa insolubilità viene spesso definita idrofobica o "temibile per l'acqua". Tuttavia, questo termine può essere fuorviante in quanto la loro insolubilità in acqua è dovuta alla maggiore affinità della molecola d'acqua con altre molecole d'acqua rispetto a una repulsione tra le molecole lipidica e idrica .

Obbligazioni polari e non polari

I legami tra carbonio e carbonio e idrogeno trovati nei lipidi sono considerati non polari. Ciò significa che gli elettroni nel legame sono condivisi in modo relativamente equo tra gli atomi. Al contrario, gli elettroni nei legami tra idrogeno e ossigeno in una molecola d'acqua non sono condivisi equamente con conseguente leggera carica positiva sull'atomo di idrogeno e una leggera carica negativa sull'atomo di ossigeno. Queste leggere cariche sugli atomi nella molecola d'acqua, chiamate dipoli, fanno sì che l'acqua venga indicata come una molecola polare.

Bond idrogeno

I legami covalenti polari come quelli trovati nell'acqua consentono formazione di legami idrogeno, una debole forza attrattiva tra la leggera carica negativa in una molecola polare e la leggera carica positiva in una molecola polare adiacente. Mentre i singoli legami idrogeno sono deboli, il loro effetto cumulativo influenza notevolmente le proprietà fisiche dei composti polari. I composti polari tendono ad avere punti di fusione molto più elevati rispetto ai composti non polari di peso molecolare simile e la solubilità è influenzata dalla presenza o dall'assenza di legami idrogeno.

Struttura lipidica

I lipidi sono formati da lunghe catene di idrocarburi. I composti di idrocarburi sono notevoli per la lunga sequenza di legami carbonio-carbonio con gli atomi di idrogeno legati agli atomi di carbonio. La simile elettronegatività, una misura della capacità di un atomo di attirare elettroni, di atomi di carbonio e idrogeno, produce idrocarburi che formano lunghe catene non polari.

Saturati e insaturi

Gli atomi di carbonio possono legarsi con un massimo di quattro atomi aggiuntivi. Una singola coppia di elettroni condivisa tra due atomi è definita un singolo legame. I lipidi saturi hanno legami singoli tra i carboni della catena (i carboni formano sempre singoli legami con gli idrogeni). Nei lipidi insaturi, uno dei legami carbonio-carbonio è doppio legame (quattro elettroni sono condivisi tra gli atomi). Questo doppio legame riduce il numero di atomi di idrogeno sulla molecola e crea una curva nella catena. In parole semplici, i lipidi saturi hanno il maggior numero di atomi di idrogeno che circondano la catena di atomi di carbonio, dove i lipidi insaturi hanno meno del numero massimo di atomi di idrogeno che circondano la catena di carbonio come risultato del doppio legame tra due o più di carbonio atomi.

Composti anfipatici

Alcuni lipidi sono anfipatici dove un gruppo chimico idrofilo come un gruppo carbossile o fosfato è attaccato ad un'estremità. L'estremità idrofila interagisce con le molecole d'acqua mentre la coda idrofobica della molecola mantiene la sua natura idrofoba. Questa doppia natura consente a queste molecole di formare le membrane delle cellule viventi. Sono anche presenti nei saponi in cui la combinazione di una coda idrofobica e di una testa idrofila consente la dissoluzione di altri lipidi nell'acqua.