In der Chemie liefert die Kollisionstheorie eine Erklärung dafür, warum bestimmte chemische Reaktionen ablaufen und warum die Geschwindigkeiten dieser Reaktionen je nach stattfindender Reaktion unterschiedlich sind. 1916 und 1918 entwickelten Max Trautz und William Lewis die Kollisionstheorie, um chemische Reaktionen zu erklären. Sie fanden heraus, dass für eine chemische Reaktion die Moleküle kollidieren müssen und auch genügend Energie vorhanden sein muss, damit die Reaktion abläuft.
Bei einer chemischen Reaktion interagieren Substratmoleküle zu neuen Produkten. Obwohl es viele verschiedene Arten von chemischen Reaktionen gibt, müssen die Substratmoleküle miteinander in Kontakt kommen, wenn eine Reaktion stattfinden soll. Die Kollisionstheorie besagt, dass, wenn die Substratmoleküle kollidieren, eine chemische Reaktion stattfinden könnte, obwohl die Kollision allein keine Garantie für eine nachfolgende Reaktion ist.
Moleküle kollidieren ständig miteinander, aber chemische Reaktionen laufen nicht immer ab. Die Kollisionstheorie besagt, dass es bestimmte Faktoren gibt, die bestimmen, ob eine chemische Reaktion stattfindet oder nicht. Die beiden Hauptfaktoren, die von dieser Theorie berücksichtigt werden, sind die Orientierung der Moleküle, wenn sie kollidieren, und auch die dabei entstehende Energiemenge.
Wenn zwei Moleküle aneinanderstoßen, ist die Orientierung jedes Moleküls wichtig. Alle Moleküle haben eine bestimmte Form, daher beeinflusst ihre Kollision, ob sie reagieren oder nicht. Wenn die Moleküle nicht richtig ausgerichtet sind, können sie aneinander abprallen. Sind die Moleküle dagegen so ausgerichtet, dass sich die aktiven Bereiche aneinanderreihen, kann eine chemische Reaktion stattfinden, solange die zweite Forderung der Kollisionstheorie erfüllt ist.
Die Kollisionstheorie besagt, dass Moleküle nicht nur auf bestimmte Weise kollidieren, sondern auch eine bestimmte Energiemenge erforderlich ist, damit die chemische Reaktion abläuft. Diese Energie wird als Aktivierungsenergie bezeichnet, und für verschiedene Reaktionen sind unterschiedliche Energiemengen erforderlich. Wenn die durch die Kollision erzeugte Energie geringer ist als die erforderliche Aktivierungsenergie, findet die chemische Reaktion nicht statt. Der Grund für die notwendige Aktivierungsenergie besteht darin, dass chemische Bindungen innerhalb der Substratmoleküle aufgebrochen werden müssen.
Bestimmte physikalische Faktoren können zu einer Erhöhung der Anzahl erfolgreicher Kollisionen führen. Durch Erhöhen der Konzentration oder Anzahl der Substratmoleküle besteht eine größere Chance, dass Moleküle mit der richtigen Orientierung kollidieren. Außerdem führt eine Erhöhung der Temperatur der Lösung, die beide Moleküle enthält, zu einer Erhöhung der Energie, mit der die Moleküle kollidieren. Dies bedeutet, dass die Wahrscheinlichkeit größer ist, dass der Schwellenwert für die Aktivierungsenergie erreicht oder überschritten wird.