Qual è la teoria della collisione?

In chimica, la teoria della collisione fornisce una spiegazione del perché si verificano determinate reazioni chimiche e anche perché i tassi di queste reazioni sono diversi a seconda della reazione in atto. Nel 1916 e nel 1918, Max Trautz e William Lewis inventarono la teoria della collisione per spiegare le reazioni chimiche. Scoprirono che per far avvenire una reazione chimica, le molecole dovevano scontrarsi e inoltre doveva esserci abbastanza energia perché la reazione potesse procedere.

Durante una reazione chimica, le molecole del substrato interagiscono per formare nuovi prodotti. Mentre ci sono molti diversi tipi di reazioni chimiche, le molecole del substrato devono entrare in contatto l'una con l'altra se si verifica una reazione. La teoria della collisione afferma che se le molecole del substrato si scontrano, potrebbe verificarsi una reazione chimica, sebbene la collisione da sola non sia garanzia di una reazione successiva.

Le molecole si scontrano continuamente, ma le reazioni chimiche non sempre si verificano. La teoria della collisione afferma che ci sono fattori specifici che determinano se si verificherà o meno una reazione chimica. I due principali fattori considerati da questa teoria sono l'orientamento delle molecole quando si scontrano e anche la quantità di energia che ne risulta.

Quando due molecole si urtano, l'orientamento di ciascuna molecola è importante. Tutte le molecole hanno una forma specifica, quindi il modo in cui si scontrano influenza se reagiscono o meno. Se le molecole non sono allineate correttamente, possono rimbalzare l'una contro l'altra. D'altra parte, se le molecole sono orientate in modo tale da allineare le aree attive, allora può verificarsi una reazione chimica fintanto che viene soddisfatto il secondo requisito della teoria della collisione.

Oltre a far collidere le molecole in un modo specifico, la teoria della collisione afferma che è necessaria una certa quantità di energia perché si verifichi la reazione chimica. Questa energia viene definita energia di attivazione e sono necessarie diverse quantità di energia per reazioni diverse. Se l'energia prodotta dalla collisione è inferiore all'energia di attivazione richiesta, la reazione chimica non si verificherà. Il motivo per cui è necessaria l'energia di attivazione è che i legami chimici all'interno delle molecole del substrato devono essere rotti.

Alcuni fattori fisici possono causare un aumento del numero di collisioni riuscite che si verificano. Aumentando la concentrazione, o il numero, delle molecole del substrato, vi è una maggiore possibilità che le molecole si scontrino con l'orientamento corretto. Inoltre, l'aumento della temperatura della soluzione contenente entrambe le molecole porta ad un aumento dell'energia con cui le molecole si scontrano. Ciò significa che esiste una maggiore possibilità che la soglia di energia di attivazione venga raggiunta o superata.