衝突理論とは何ですか？

化学では、衝突理論により、特定の化学反応が発生する理由と、発生する反応によってこれらの反応の速度が異なる理由が説明されます。 1916年と1918年に、マックス・トラッツとウィリアム・ルイスは、化学反応を説明する衝突理論を思いつきました。 彼らは、化学反応が起こるためには、分子が衝突しなければならず、また反応が進行するのに十分なエネルギーがなければならないことを発見しました。

化学反応の間、基質分子は相互作用して新製品を形成します。 化学反応にはさまざまな種類がありますが、反応が発生する場合、基質分子は互いに接触する必要があります。 衝突理論は、基質分子が衝突した場合、化学反応が起こる可能性があると述べていますが、衝突だけでは後続の反応を保証するものではありません。

分子は常に衝突しますが、化学反応は常に発生するとは限りません。 衝突理論は、化学反応が起こるかどうかを決定する特定の要因があると述べています。 この理論で考慮される2つの主な要因は、分子が衝突するときの分子の向きと、結果として生じるエネルギーの量です。

2つの分子が互いにぶつかると、各分子の向きが重要になります。 すべての分子は特定の形状を持っているため、衝突の仕方は反応するかどうかに影響します。 分子が適切に整列していない場合、それらは互いに跳ね返ることがあります。 一方、活性領域が並ぶように分子が配向している場合、衝突理論の2番目の要件が満たされる限り、化学反応が発生する可能性があります。

分子を特定の方法で衝突させるだけでなく、衝突理論では、化学反応を起こすには一定量のエネルギーが必要であると述べています。 このエネルギーは活性化エネルギーと呼ばれ、異なる反応には異なる量のエネルギーが必要です。 衝突によって生成されるエネルギーが必要な活性化エネルギーよりも小さい場合、化学反応は発生しません。 活性化エネルギーが必要な理由は、基質分子内の化学結合を破壊する必要があるためです。

特定の物理的要因により、成功する衝突の数が増加する可能性があります。 基質分子の濃度または数を増やすことにより、分子が正しい方向に衝突する可能性が高くなります。 さらに、両方の分子を含む溶液の温度を上げると、分子が衝突するエネルギーが増加します。 これは、活性化エネルギーのしきい値に達するか、それを超える可能性が高いことを意味します。