Les molécules dont la répartition électronique en leur sein est inégale sont appelées polaires, alors que celles dont la répartition est homogène et globalement égale sont dites apolaires.

 

L’hydrophobicité réside dans le fait que les molécules apolaires ne peuvent créer des liaisons hydrogènes avec les molécules d’eau polaires.

 

La polarité d’une molécule dépend des éléments qui la composent. En effet, certains éléments sont davantage électronégatifs que d’autres. Plus un élément se situe dans la partie haute et droite du tableau périodique des éléments, plus il sera électronégatif.

 

Ces éléments qui sont davantage électronégatifs (comme le fluor) conduisent à une répartition électronique inégale au niveau des liaisons entre les atomes. Cela influencera ensuite la molécule, qui disposera également d'une répartition électronique inégale et qui sera qualifiée, comme nous l'avons vu précédemment, de "polaire".

 

La solubilité d'un composé dans un solvant dépend de manière générale des interactions qu'il peut avoir avec le solvant. Un composé hydrophobe est donc un composé qui ne peut pas interagir physiquement avec l'eau.

Il est alors généralement plutôt soluble dans les solvants organiques, comme l'acétone, les hydrocarbures légers, avec lesquels il peut créer des liaisons, que l'on va appeler "interactions de Van der Waals."

 

Une liaison de Van der Waals est une interaction électrique de faible intensité entre atomes, molécules. Cette liaison est notamment responsable de la cohésion de la matière. Si cette liaison a lieu, il se passe une attraction électromagnétique, ce qui permet l’adhésion de la substance au solvant. Au contraire, si la substance ne peut créer de liaison de Van der Waals, elle est hydrophobe et ne crée pas d’attraction électromagnétique.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Le physicien néerlandais Johannes Diderik Van Der Waals,

célèbre pour ses travaux sur la continuité des états fluides.

Il obtint un prix Nobel pour ses travaux, en 1910.

 

 

Les liaisons de Van der Waals assurent la cohésion des solides et des liquides moléculaires. Elles interviennent également dans les gaz mais de manière moins importante puisque les molécules de gaz sont plus éloignées les unes des autres et que la force des liaisons de Van der Waals diminuent fortement avec la distance.

 

Pour qu’une espèce chimique soit fortement miscible dans l’eau, elle doit être polaire. Ce n’est pas le cas de l’huile, composée de molécules apolaires, qui ne forme pas avec l'eau un mélange homogène. En effet, le mélange obtenu présente deux phases différentes, l'huile forme la phase supérieure vu que sa densité (varie selon le type d'huile, mais en général comprise entre 0,8 et 0,9) est inférieure à celle de l'eau (égale à 1). 

 

Toutefois, les liaisons de Van der Waals ne sont pas les seules caractérisant l'hydrophobicité. Les liaisons hydrogènes caractérisent aussi l’hydrophobicité d’une espèce chimique.

 

 

Les liaisons hydrogènes sont des liaisons qui se forment entre un atome d’hydrogène polarisé positivement (charges positives) et le doublet non liant d’un atome très électronégatif.

L’atome d’hydrogène est polarisé grâce à liaison qu’il réalise avec un atome électronégatif. Les atomes très électronégatifs de la double liaison sont majoritairement le Fluor (F), l’Oxygène (O) et l’Azote (N).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Les acides gras sont composés d’une longue chaîne symétrique d’atomes de carbone et d’hydrogènes. Comme elle est  symétrique, la chaîne sera apolaire et les acides gras très hydrophobes. Ils sont insolubles dans l’eau.

 

Les têtes des phospholipides sont composées de groupes polaires comme les alcools supplémentaires. Elles possèdent des dipôles. Elles ont des liaisons polarisées et ne sont pas symétriques, les centres des charges négatives et positives sont donc distincts. Les têtes des phospholipides sont alors polaires, hydrophiles et de ce fait solubles.