Lipiden zijn een brede groep chemicaliën die steroïden, vetten en wassen bevatten die worden gekenmerkt door hun onoplosbaarheid in water. Deze onoplosbaarheid wordt vaak aangeduid als hydrofoob, of 'watervreemd'. Deze term kan echter misleidend zijn omdat hun onoplosbaarheid in water te wijten is aan de veel grotere affiniteit van watermoleculen voor andere watermoleculen dan aan afstoting tussen de lipide- en watermoleculen .

Polaire en niet-polaire obligaties

De koolstof-koolstof- en koolstof-waterstofbindingen die worden aangetroffen in lipiden worden als niet-polair beschouwd. Dit betekent dat de elektronen in de binding relatief gelijk verdeeld zijn tussen de atomen. Omgekeerd worden de elektronen in de verbindingen tussen waterstof en zuurstof in een watermolecuul niet gelijk gedeeld, wat resulteert in een lichte positieve lading op het waterstofatoom en een lichte negatieve lading op het zuurstofatoom. Deze lichte ladingen op de atomen in het watermolecuul, dipolen genaamd, leiden ertoe dat water een polaire molecule wordt genoemd.

Bonding van waterstof

Polaire covalente bindingen, zoals die in water, maken het mogelijk vorming van waterstofbruggen, een zwakke aantrekkingskracht tussen de lichte negatieve lading in één polair molecuul en de lichte positieve lading in een aangrenzend polair molecuul. Hoewel de individuele waterstofbruggen zwak zijn, heeft hun cumulatieve effect grote invloed op de fysische eigenschappen van polaire verbindingen. Polaire verbindingen hebben doorgaans veel hogere smeltpunten dan niet-polaire verbindingen met een vergelijkbaar molecuulgewicht en de oplosbaarheid wordt beïnvloed door de aanwezigheid of afwezigheid van waterstofbruggen.

Lipidenstructuur

Lipiden worden gevormd door lange ketens van koolwaterstoffen. Koolwaterstofverbindingen zijn opmerkelijk voor de lange sequentie van koolstof-koolstofbindingen met waterstofatomen gebonden aan de koolstofatomen. De vergelijkbare elektronegativiteit, een maat voor het vermogen van een atoom om elektronen aan te trekken, van koolstof- en waterstofatomen resulteert in koolwaterstoffen die lange niet-polaire ketens vormen.

Verzadigd en onverzadigd |

Koolstofatomen kunnen zich binden tot maximaal vier extra atomen. Een enkel paar elektronen gedeeld tussen twee atomen wordt een enkele binding genoemd. Verzadigde lipiden hebben enkele bindingen tussen de koolstofatomen op de keten (koolstofatomen vormen altijd enkelvoudige bindingen met waterstofatomen). In onverzadigde lipiden is één van de koolstof-koolstofbindingen dubbel gebonden (vier elektronen worden gedeeld tussen de atomen). Deze dubbele binding vermindert het aantal waterstofatomen op het molecuul en creëert een bocht in de ketting. Simpel gezegd, de verzadigde lipiden hebben zoveel mogelijk waterstofatomen rondom de keten van koolstofatomen, waar onverzadigde lipiden minder hebben dan het maximale aantal mogelijke waterstofatomen rondom de koolstofketen als gevolg van de dubbele binding tussen twee of meer van de koolstofatomen atomen.

Amfipathische verbindingen

Sommige lipiden zijn amfipathisch, waarbij een hydrofiele chemische groep zoals een carboxyl- of fosfaatgroep aan één uiteinde is bevestigd. Het hydrofiele uiteinde staat in wisselwerking met de watermoleculen terwijl de hydrofobe staart van het molecuul zijn hydrofobe aard behoudt. Door deze dubbele aard kunnen deze moleculen de membranen van levende cellen vormen. Ze zijn ook aanwezig in zepen waar de combinatie van een hydrofobe staart en hydrofiele kop het mogelijk maakt andere lipiden in water te laten oplossen.