Что такое теория столкновений?

В химии теория столкновений дает объяснение того, почему происходят определенные химические реакции, а также почему скорости этих реакций различны в зависимости от того, какая реакция происходит. В 1916 и 1918 годах Макс Траутц и Уильям Льюис разработали теорию столкновений для объяснения химических реакций. Они обнаружили, что для того, чтобы произошла химическая реакция, молекулы должны были столкнуться, а также для того, чтобы реакция протекала.

Во время химической реакции молекулы субстрата взаимодействуют с образованием новых продуктов. Хотя существует много различных типов химических реакций, молекулы субстрата должны вступать в контакт друг с другом, если какая-либо реакция должна произойти. Теория столкновений гласит, что если молекулы субстрата действительно сталкиваются, то может произойти химическая реакция, хотя одно только столкновение не является гарантией последующей реакции.

Молекулы постоянно сталкиваются друг с другом, но химические реакции не всегда происходят. Теория столкновений утверждает, что существуют определенные факторы, которые определяют, будет ли происходить химическая реакция. Эта теория учитывает два основных фактора: ориентация молекул при их столкновении и количество получаемой энергии.

Когда две молекулы сталкиваются друг с другом, важна ориентация каждой молекулы. Все молекулы имеют определенную форму, поэтому то, как они сталкиваются, влияет на то, реагируют они или нет. Если молекулы неправильно выровнены, они могут отскакивать друг от друга. С другой стороны, если молекулы ориентированы так, что активные области выстраиваются в линию, то химическая реакция может происходить, пока выполняется второе требование теории столкновений.

Помимо того, что молекулы сталкиваются особым образом, теория столкновений утверждает, что для протекания химической реакции требуется определенное количество энергии. Эта энергия называется энергией активации, и для разных реакций необходимы разные количества энергии. Если энергия, произведенная столкновением, меньше, чем необходимая энергия активации, тогда химическая реакция не произойдет. Причина, по которой необходима энергия активации, заключается в том, что химические связи внутри молекул субстрата должны быть разорваны.

Определенные физические факторы могут вызвать увеличение числа успешных столкновений. При увеличении концентрации или количества молекул субстрата существует большая вероятность столкновения молекул с правильной ориентацией. Кроме того, повышение температуры раствора, содержащего обе молекулы, приводит к увеличению энергии, с которой сталкиваются молекулы. Это означает, что существует большая вероятность того, что порог энергии активации будет достигнут или превышен.