En chimie, la théorie des collisions fournit une explication des raisons pour lesquelles certaines réactions chimiques ont lieu, et aussi pourquoi les vitesses de ces réactions sont différentes selon la réaction qui a lieu. En 1916 et 1918, Max Trautz et William Lewis ont proposé la théorie des collisions pour expliquer les réactions chimiques. Ils ont découvert que pour qu’une réaction chimique se produise, les molécules devaient entrer en collision et qu’il devait également y avoir suffisamment d’énergie pour que la réaction se déroule.
Au cours d’une réaction chimique, les molécules de substrat interagissent pour former de nouveaux produits. Bien qu’il existe de nombreux types différents de réactions chimiques, les molécules de substrat doivent entrer en contact les unes avec les autres pour qu’une réaction se produise. La théorie de la collision stipule que si les molécules du substrat entrent en collision, une réaction chimique pourrait se produire, bien que la collision à elle seule ne soit pas une garantie d’une réaction ultérieure.
Les molécules entrent en collision les unes avec les autres tout le temps, mais les réactions chimiques ne se produisent pas toujours. La théorie des collisions stipule qu’il existe des facteurs spécifiques qui déterminent si une réaction chimique se produira ou non. Les deux principaux facteurs pris en compte par cette théorie sont l’orientation des molécules lorsqu’elles entrent en collision et également la quantité d’énergie qui en résulte.
Lorsque deux molécules se heurtent, l’orientation de chaque molécule est importante. Toutes les molécules ont une forme spécifique, donc la façon dont elles entrent en collision affecte leur réaction ou non. Si les molécules ne sont pas correctement alignées, elles peuvent rebondir les unes sur les autres. D’autre part, si les molécules sont orientées de sorte que les zones actives s’alignent, alors une réaction chimique peut se produire tant que la deuxième exigence de la théorie des collisions est satisfaite.
En plus d’avoir des molécules en collision d’une manière spécifique, la théorie des collisions stipule qu’une certaine quantité d’énergie est nécessaire pour que la réaction chimique se produise. Cette énergie est appelée énergie d’activation, et différentes quantités d’énergie sont nécessaires pour différentes réactions. Si l’énergie produite par la collision est inférieure à l’énergie d’activation requise, la réaction chimique ne se produira pas. La raison pour laquelle l’énergie d’activation est nécessaire est que les liaisons chimiques au sein des molécules de substrat doivent être rompues.
Certains facteurs physiques peuvent entraîner une augmentation du nombre de collisions réussies. En augmentant la concentration, ou le nombre, des molécules de substrat, il y a une plus grande chance que les molécules entrent en collision avec l’orientation correcte. De plus, l’augmentation de la température de la solution contenant les deux molécules entraîne une augmentation de l’énergie avec laquelle les molécules entrent en collision. Cela signifie qu’il y a plus de chances que le seuil d’énergie d’activation soit atteint ou dépassé.