Τι είναι η Θεωρία Σύγκρουσης;

Στη χημεία, η θεωρία σύγκρουσης παρέχει μια εξήγηση για το γιατί λαμβάνουν χώρα ορισμένες χημικές αντιδράσεις, καθώς και γιατί οι ρυθμοί αυτών των αντιδράσεων είναι διαφορετικοί ανάλογα με την αντίδραση που λαμβάνει χώρα. Το 1916 και το 1918, ο Max Trautz και ο William Lewis ανέπτυξαν τη θεωρία της σύγκρουσης για να εξηγήσουν τις χημικές αντιδράσεις. Βρήκαν ότι για να συμβεί μια χημική αντίδραση, τα μόρια έπρεπε να συγκρουστούν και επίσης έπρεπε να υπάρχει αρκετή ενέργεια για να προχωρήσει η αντίδραση.

Κατά τη διάρκεια μιας χημικής αντίδρασης, τα μόρια του υποστρώματος αλληλεπιδρούν για να σχηματίσουν νέα προϊόντα. Ενώ υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι χημικών αντιδράσεων, τα μόρια του υποστρώματος πρέπει να έρθουν σε επαφή μεταξύ τους εάν πρόκειται να συμβεί οποιαδήποτε αντίδραση. Η θεωρία της σύγκρουσης δηλώνει ότι εάν τα μόρια του υποστρώματος συγκρούονται, τότε θα μπορούσε να συμβεί μια χημική αντίδραση, αν και η σύγκρουση από μόνη της δεν αποτελεί εγγύηση για μια επακόλουθη αντίδραση.

Τα μόρια συγκρούονται μεταξύ τους συνεχώς, αλλά δεν συμβαίνουν πάντα χημικές αντιδράσεις. Η θεωρία της σύγκρουσης δηλώνει ότι υπάρχουν συγκεκριμένοι παράγοντες που καθορίζουν αν θα συμβεί μια χημική αντίδραση ή όχι. Οι δύο κύριοι παράγοντες που λαμβάνονται υπόψη από αυτή τη θεωρία είναι ο προσανατολισμός των μορίων όταν συγκρούονται και επίσης η ποσότητα ενέργειας που προκύπτει.

Όταν δύο μόρια συγκρούονται μεταξύ τους, ο προσανατολισμός κάθε μορίου είναι σημαντικός. Όλα τα μόρια έχουν ένα συγκεκριμένο σχήμα, οπότε το πώς συγκρούονται επηρεάζει το αν θα αντιδράσουν ή όχι. Εάν τα μόρια δεν είναι σωστά ευθυγραμμισμένα, μπορούν να αναπηδήσουν το ένα από το άλλο. Από την άλλη πλευρά, εάν τα μόρια είναι προσανατολισμένα έτσι ώστε οι ενεργές περιοχές να ευθυγραμμίζονται, τότε μια χημική αντίδραση μπορεί να συμβεί εφόσον πληρούται η δεύτερη απαίτηση της θεωρίας της σύγκρουσης.

Εκτός από το ότι τα μόρια συγκρούονται με συγκεκριμένο τρόπο, η θεωρία της σύγκρουσης δηλώνει ότι απαιτείται ένα ορισμένο ποσό ενέργειας για να συμβεί η χημική αντίδραση. Αυτή η ενέργεια αναφέρεται ως ενέργεια ενεργοποίησης και απαιτούνται διαφορετικές ποσότητες ενέργειας για διαφορετικές αντιδράσεις. Εάν η ενέργεια που παράγεται από τη σύγκρουση είναι μικρότερη από την απαιτούμενη ενέργεια ενεργοποίησης, τότε η χημική αντίδραση δεν θα συμβεί. Ο λόγος που η ενέργεια ενεργοποίησης είναι απαραίτητη είναι ότι οι χημικοί δεσμοί μέσα στα μόρια του υποστρώματος πρέπει να σπάσουν.

Ορισμένοι φυσικοί παράγοντες μπορούν να προκαλέσουν αύξηση του αριθμού των επιτυχημένων συγκρούσεων που συμβαίνουν. Αυξάνοντας τη συγκέντρωση ή τον αριθμό των μορίων του υποστρώματος, υπάρχει μεγαλύτερη πιθανότητα σύγκρουσης μορίων με τον σωστό προσανατολισμό. Επιπλέον, η αύξηση της θερμοκρασίας του διαλύματος που περιέχει και τα δύο μόρια οδηγεί σε αύξηση της ενέργειας με την οποία συγκρούονται τα μόρια. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει μεγαλύτερη πιθανότητα να επιτευχθεί ή να ξεπεραστεί το όριο ενέργειας ενεργοποίησης.