ทฤษฎีการชนคืออะไร?

ในวิชาเคมีทฤษฎีการชนกันจะให้คำอธิบายว่าทำไมปฏิกิริยาเคมีบางอย่างเกิดขึ้นและทำไมอัตราของปฏิกิริยาเหล่านี้จึงแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับปฏิกิริยา ในปี 1916 และ 1918, Max Trautz และ William Lewis ขึ้นมาพร้อมกับทฤษฎีการชนกันเพื่ออธิบายปฏิกิริยาเคมี พวกเขาพบว่าสำหรับปฏิกิริยาทางเคมีที่จะเกิดขึ้นโมเลกุลจะต้องชนกันและจะต้องมีพลังงานเพียงพอสำหรับปฏิกิริยาที่จะดำเนินการต่อไป

ระหว่างปฏิกิริยาทางเคมีโมเลกุลของสารตั้งต้นจะทำปฏิกิริยากับผลิตภัณฑ์ใหม่ ในขณะที่มีปฏิกิริยาเคมีหลายประเภทโมเลกุลของสารตั้งต้นต้องสัมผัสกันหากเกิดปฏิกิริยาใด ๆ ทฤษฎีการชนกล่าวว่าหากโมเลกุลของสารตั้งต้นปะทะกันปฏิกิริยาเคมีอาจเกิดขึ้นได้แม้ว่าการชนกันเพียงอย่างเดียวไม่ได้รับประกันถึงปฏิกิริยาที่ตามมา

โมเลกุลจะชนกันตลอดเวลา แต่ปฏิกิริยาทางเคมีจะไม่เกิดขึ้นเสมอไป ทฤษฎีการชนระบุว่ามีปัจจัยเฉพาะที่กำหนดว่าจะเกิดปฏิกิริยาเคมีหรือไม่ สองปัจจัยหลักที่พิจารณาโดยทฤษฎีนี้คือการวางแนวของโมเลกุลเมื่อชนกันและปริมาณของพลังงานที่เกิดขึ้น

เมื่อโมเลกุลสองโมเลกุลชนกันการวางแนวของแต่ละโมเลกุลนั้นสำคัญ โมเลกุลทั้งหมดมีรูปร่างเฉพาะดังนั้นการชนกันของมันมีผลกระทบอย่างไรไม่ว่าจะตอบสนองหรือไม่ หากโมเลกุลไม่เรียงตัวกันอย่างเหมาะสมพวกมันสามารถกระเด็นออกมาได้ ในทางกลับกันถ้าโมเลกุลถูกวางเพื่อให้บริเวณที่มีปฏิกิริยาต่อกันปฏิกิริยาเคมีสามารถเกิดขึ้นได้ตราบใดที่ความต้องการที่สองของทฤษฎีการชนกัน

เช่นเดียวกับการมีโมเลกุลชนกันในทางที่เฉพาะเจาะจงทฤษฎีการชนกล่าวว่าต้องใช้พลังงานจำนวนหนึ่งเพื่อให้ปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้น พลังงานนี้เรียกว่าพลังงานกระตุ้นและปริมาณพลังงานที่แตกต่างกันเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับปฏิกิริยาที่แตกต่างกัน หากพลังงานที่เกิดจากการชนน้อยกว่าพลังงานกระตุ้นที่ต้องการปฏิกิริยาเคมีจะไม่เกิดขึ้น เหตุผลที่จำเป็นต้องใช้พลังงานกระตุ้นคือพันธะเคมีในโมเลกุลของสารตั้งต้นจะต้องแตกหัก

ปัจจัยทางกายภาพบางอย่างอาจทำให้จำนวนการชนที่ประสบความสำเร็จเพิ่มขึ้น โดยการเพิ่มความเข้มข้นหรือจำนวนของโมเลกุลของสารตั้งต้นจะมีโอกาสมากขึ้นที่โมเลกุลจะชนกับทิศทางที่ถูกต้อง นอกจากนี้การเพิ่มอุณหภูมิของสารละลายที่มีโมเลกุลทั้งสองจะนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของพลังงานที่โมเลกุลชนกัน ซึ่งหมายความว่ามีโอกาสมากขึ้นที่จะบรรลุหรือเกินเกณฑ์พลังงานการเปิดใช้งาน