Moleküle: je kleiner der Abstand, desto stärker die Anziehungskraft

Ob Stoffe fest, flüssig oder auch gasförmig sind, hängt davon ab, wie stark die einzelnen Moleküle sich gegenseitig anziehen – welche Kräfte also zwischen ihnen wirken. Und die Kräfte sind umso stärker, je näher sich die einzelnen Moleküle kommen – genau wie bei der Gravitationskraft oder bei der Kraft zwischen zwei Magneten: Je kleiner der Abstand, desto stärker die Kräfte – und je stärker die Kräfte zwischen Molekülen sind, desto fester ist der Stoff.

Bei Fetten sind die Abstände mal klein, mal groß

Fettmoleküle haben eine besondere Struktur. Sie bestehen aus Fettsäuren; das sind zum Großteil lange Ketten aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen. Jeweils drei dieser Fettsäure-Ketten hängen an einem gemeinsamen Gerüst, dem Glycerin.  

Diese Ketten können entweder gerade sein oder gewinkelt. Je gerader die Fettsäuren sind, desto enger können sie sich aneinanderlagern und desto stärker wirken die zwischenmolekularen Kräfte.

Sind die Fettsäuren nicht ganz gerade, sondern haben in ihrer Atomkette einen Knick, stehen die Fettsäuren kreuz und quer in den Raum hinein. Sie können sich schlechter aneinanderlagern, sind im Schnitt weiter voneinander entfernt und die zwischenmolekularen Kräfte wirken schwächer.

Was ist der Unterschied zwischen Butter und Olivenöl?

In der Butter sind vor allem gerade Fettsäuren vorhanden, die sich enger aneinanderlagern und gegenseitig anziehen können. Die Butter ist fest.

Im Olivenöl – und anderen pflanzlichen Ölen – sind eher geknickte Fettsäuren enthalten, die sich schwächer anziehen können. Das Olivenöl ist flüssig.

Kann man das beeinflussen, also z.B. Olivenöl fest machen?

Tatsächlich lässt sich die Struktur von Fettmolekülen relativ einfach beeinflussen: Margarine ist nichts anderes als Pflanzenöl, das chemisch so verändert wurde, dass die Fettsäuren nicht mehr ganz so kreuz und quer in den Raum ragen, sondern geordneter vorliegen. Die zwischenmolekularen Kräfte wirken stärker und das Pflanzenöl wird fest.

Umgekehrt kann Hitze dafür sorgen, dass die feste Butter flüssig wird, so wie beim Braten in der Pfanne. Wird einem Stoff Hitze zugeführt, fangen seine Moleküle an, immer stärker zu schwingen. Dazu brauchen sie mehr Platz, die Moleküle entfernen sich voneinander und die zwischenmolekularen Kräfte wirken schwächer. Die Butter schmilzt und wird flüssig. Umgekehrt kann Olivenöl auch fest werden, wenn man es in den Kühlschrank stellt.