Hvad er kollisionsteorien?

I kemi giver kollisionsteorien en forklaring på, hvorfor visse kemiske reaktioner finder sted, og også hvorfor antallet af disse reaktioner er forskellige, afhængigt af hvilken reaktion, der finder sted. I 1916 og 1918 kom Max Trautz og William Lewis med kollisionsteorien for at forklare kemiske reaktioner. De fandt ud af, at for at en kemisk reaktion skulle finde sted, måtte molekylerne kollidere, og der måtte også være nok energi til, at reaktionen kunne fortsætte.

Under en kemisk reaktion interagerer substratmolekyler og danner nye produkter. Selvom der er mange forskellige typer kemiske reaktioner, skal substratmolekylerne komme i kontakt med hinanden, hvis der skulle opstå nogen reaktion. I kollisionsteorien hedder det, at hvis substratmolekylerne kolliderer, kunne en kemisk reaktion forekomme, selvom kollisionen alene ikke er en garanti for en efterfølgende reaktion.

Molekyler kolliderer med hinanden hele tiden, men kemiske reaktioner forekommer ikke altid. Kollisionsteorien siger, at der er specifikke faktorer, der bestemmer, om en kemisk reaktion vil forekomme eller ej. De to hovedfaktorer, der tages i betragtning ved denne teori, er orienteringen af ​​molekylerne, når de kolliderer, og også den mængde energi, der resulterer.

Når to molekyler støder ind i hinanden, er orienteringen af ​​hvert molekyle vigtig. Alle molekyler har en bestemt form, så hvordan de kolliderer påvirker, om de reagerer eller ej. Hvis molekylerne ikke er korrekt justeret, kan de hoppe af hinanden. På den anden side, hvis molekylerne er orienteret, så de aktive områder er på linje, kan en kemisk reaktion forekomme, så længe det andet krav i kollisionsteorien er opfyldt.

Ud over at have molekyler kolliderer på en bestemt måde, angiver kollisionsteorien, at der kræves en vis mængde energi for at den kemiske reaktion kan finde sted. Denne energi omtales som aktiveringsenergi, og forskellige mængder energi er nødvendige for forskellige reaktioner. Hvis energien produceret ved kollisionen er mindre end den krævede aktiveringsenergi, forekommer den kemiske reaktion ikke. Årsagen til, at aktiveringsenergi er nødvendig, er, at kemiske bindinger i substratmolekylerne skal brydes.

Visse fysiske faktorer kan medføre en stigning i antallet af succesrige kollisioner, der opstår. Ved at øge koncentrationen eller antallet af substratmolekyler er der en større chance for, at molekyler kolliderer med den korrekte orientering. Derudover fører en forøgelse af temperaturen på opløsningen, der indeholder begge molekyler, til en stigning i den energi, som molekylerne kolliderer med. Dette betyder, at der er større chance for, at aktiveringsenergitærsklen bliver overholdt eller overskredet.