Hva er kollisjonsteorien?

I kjemi gir kollisjonsteorien en forklaring på hvorfor visse kjemiske reaksjoner finner sted, og også hvorfor frekvensene av disse reaksjonene er forskjellige avhengig av hvilken reaksjon som finner sted. I 1916 og 1918 kom Max Trautz og William Lewis opp med kollisjonsteorien for å forklare kjemiske reaksjoner. De fant ut at for at en kjemisk reaksjon skulle skje, måtte molekylene kollidere, og det måtte også være nok energi for at reaksjonen skulle fortsette.

Under en kjemisk reaksjon interagerer substratmolekyler for å danne nye produkter. Mens det er mange forskjellige typer kjemiske reaksjoner, må underlagsmolekylene komme i kontakt med hverandre hvis noen reaksjon skal skje. Kollisjonsteorien sier at hvis substratmolekylene kolliderer, kan en kjemisk reaksjon oppstå, selv om kollisjonen alene ikke er en garanti for en påfølgende reaksjon.

Molekyler kolliderer med hverandre hele tiden, men kjemiske reaksjoner forekommer ikke alltid. I kollisjonsteorien heter det at det er spesifikke faktorer som avgjør om en kjemisk reaksjon vil oppstå eller ikke. De to hovedfaktorene som vurderes av denne teorien er orienteringen av molekylene når de kolliderer, og også mengden energi som resulterer.

Når to molekyler støter inn i hverandre, er orienteringen til hvert molekyl viktig. Alle molekyler har en spesifikk form, så hvordan de kolliderer påvirker om de reagerer eller ikke. Hvis molekylene ikke er riktig justert, kan de sprette av hverandre. På den annen side, hvis molekylene er orientert slik at de aktive områdene stiller opp, kan en kjemisk reaksjon oppstå så lenge det andre kravet i kollisjonsteorien er oppfylt.

I tillegg til at molekyler kolliderer på en spesifikk måte, sier kollisjonsteorien at det kreves en viss mengde energi for at den kjemiske reaksjonen skal skje. Denne energien blir referert til som aktiveringsenergi, og forskjellige mengder energi er nødvendig for forskjellige reaksjoner. Hvis energien som produseres ved kollisjonen er mindre enn den nødvendige aktiveringsenergien, vil den kjemiske reaksjonen ikke skje. Årsaken til at aktiveringsenergi er nødvendig er at kjemiske bindinger i underlagsmolekylene må brytes.

Enkelte fysiske faktorer kan føre til en økning i antall vellykkede kollisjoner som oppstår. Ved å øke konsentrasjonen, eller antallet, av substratmolekylene, er det større sjanse for at molekyler kolliderer med riktig orientering. I tillegg øker temperaturen på løsningen som inneholder begge molekyler, en økning i energien som molekylene kolliderer med. Dette betyr at det er større sjanse for at aktiveringsenergiterskelen blir oppfylt eller overskredet.