Química orgánica: ¿Qué hace que los grupos funcionales no polares sean “hidrófobos”?

Sí, básicamente significa que son menos hidrofílicos que otros grupos.

Sin embargo, esto tiene efectos muy reales en la solución. Cuando una molécula hidrofílica se disuelve en solución, está rodeada por una capa de moléculas de agua que son atraídas por la carga parcial en el grupo polar. Esto es energéticamente favorable, por eso es tan fácil disolver cosas como la sal.

Para una molécula hidrofóbica, es entrópicamente desfavorable que el agua forme una capa alrededor de la molécula. Esto se debe a que las moléculas de agua alrededor de la molécula hidrofóbica son menos capaces de moverse. Ahora, puede estar pensando, ¿no se aplica lo mismo a las moléculas hidrofílicas? Y sí, lo hace, pero las interacciones electrostáticas que tiene el agua con los grupos polares son lo suficientemente favorables para la entalpía como para compensar el cambio de entropía desfavorable.

Sin embargo, para las moléculas hidrofóbicas, el agua no puede participar en ninguna interacción electrostática significativa, por lo que simplemente no es favorable que el agua esté en contacto con una molécula hidrofóbica. De hecho, es menos favorable que la molécula hidrofóbica que se asocia con otras moléculas hidrofóbicas, razón por la cual las grasas y los lípidos tienden a agregarse en solución.

La mayor parte de esta respuesta se puede encontrar en cualquier libro de texto de química, pero recomendaría Principios Químicos de Atkins, Química Orgánica de Clayden y Greaves, o Fundamentos de Bioquímica de Voet, Voet y Pratt.