Vad är kollisionsteorin?

I kemi ger kollisionsteorin en förklaring av varför vissa kemiska reaktioner äger rum, och även varför dessa reaktionshastigheter är olika beroende på vilken reaktion som sker. 1916 och 1918 kom Max Trautz och William Lewis med kollisionsteorin för att förklara kemiska reaktioner. De fann att för att en kemisk reaktion skulle inträffa måste molekylerna kollidera och att det också behövde finnas tillräckligt med energi för att reaktionen skulle kunna fortsätta.

Under en kemisk reaktion interagerar substratmolekyler för att bilda nya produkter. Även om det finns många olika typer av kemiska reaktioner, måste substratmolekylerna komma i kontakt med varandra om någon reaktion skulle inträffa. Kollisionsteorin säger att om substratmolekylerna kolliderar, kan en kemisk reaktion inträffa, även om kollisionen enbart inte är en garanti för en efterföljande reaktion.

Molekyler kolliderar med varandra hela tiden, men kemiska reaktioner inträffar inte alltid. I kollisionsteorin sägs att det finns specifika faktorer som avgör om en kemisk reaktion kommer att inträffa eller inte. De två huvudfaktorer som beaktas av denna teori är orienteringen av molekylerna när de kolliderar och även mängden energi som resulterar.

När två molekyler stöter på varandra är orienteringen för varje molekyl viktig. Alla molekyler har en specifik form, så hur de kolliderar påverkar om de reagerar eller inte. Om molekylerna inte är korrekt anpassade kan de studsa från varandra. Å andra sidan, om molekylerna är orienterade så att de aktiva områdena står i linje, kan en kemisk reaktion inträffa så länge det andra kravet i kollisionsteorin uppfylls.

Förutom att molekyler kolliderar på ett specifikt sätt, säger kollisionsteorin att en viss mängd energi krävs för att den kemiska reaktionen ska kunna inträffa. Denna energi kallas aktiveringsenergi och olika mängder energi är nödvändiga för olika reaktioner. Om energin som produceras genom kollisionen är mindre än den nödvändiga aktiveringsenergin kommer den kemiska reaktionen inte att inträffa. Anledningen till att aktiveringsenergi är nödvändig är att kemiska bindningar i substratmolekylerna måste brytas.

Vissa fysiska faktorer kan orsaka en ökning av antalet framgångsrika kollisioner som inträffar. Genom att öka koncentrationen eller antalet av substratmolekylerna finns det en större chans att molekyler kolliderar med rätt orientering. Dessutom leder en ökning av temperaturen på lösningen som innehåller båda molekylerna till en ökning av energin med vilken molekylerna kolliderar. Detta innebär att det finns en större chans att aktiveringsenergitröskeln uppfylls eller överskrids.