In chimica, la teoria delle collisioni fornisce una spiegazione del perché si verificano determinate reazioni chimiche e anche perché la velocità di queste reazioni è diversa a seconda di quale reazione si sta verificando. Nel 1916 e nel 1918, Max Trautz e William Lewis inventarono la teoria della collisione per spiegare le reazioni chimiche. Hanno scoperto che affinché si verificasse una reazione chimica, le molecole dovevano scontrarsi e inoltre doveva esserci energia sufficiente per far procedere la reazione.
Durante una reazione chimica, le molecole del substrato interagiscono per formare nuovi prodotti. Sebbene ci siano molti diversi tipi di reazioni chimiche, le molecole del substrato devono entrare in contatto l’una con l’altra se deve verificarsi una reazione. La teoria della collisione afferma che se le molecole del substrato si scontrano, potrebbe verificarsi una reazione chimica, sebbene la collisione da sola non sia una garanzia di una reazione successiva.
Le molecole si scontrano continuamente, ma non sempre si verificano reazioni chimiche. La teoria della collisione afferma che ci sono fattori specifici che determinano se una reazione chimica si verificherà o meno. I due fattori principali considerati da questa teoria sono l’orientamento delle molecole quando entrano in collisione e anche la quantità di energia che ne risulta.
Quando due molecole si scontrano, l’orientamento di ciascuna molecola è importante. Tutte le molecole hanno una forma specifica, quindi il modo in cui si scontrano influisce sul fatto che reagiscano o meno. Se le molecole non sono allineate correttamente, possono rimbalzare l’una sull’altra. D’altra parte, se le molecole sono orientate in modo che le aree attive si allineino, allora può verificarsi una reazione chimica purché sia soddisfatto il secondo requisito della teoria della collisione.
Oltre a far collidere le molecole in un modo specifico, la teoria della collisione afferma che è necessaria una certa quantità di energia perché avvenga la reazione chimica. Questa energia è indicata come energia di attivazione e sono necessarie diverse quantità di energia per reazioni diverse. Se l’energia prodotta dalla collisione è inferiore all’energia di attivazione richiesta, la reazione chimica non si verificherà. La ragione per cui l’energia di attivazione è necessaria è che i legami chimici all’interno delle molecole del substrato devono essere rotti.
Alcuni fattori fisici possono causare un aumento del numero di collisioni riuscite che si verificano. Aumentando la concentrazione, o il numero, delle molecole del substrato, c’è una maggiore possibilità che le molecole si scontrino con l’orientamento corretto. Inoltre, l’aumento della temperatura della soluzione contenente entrambe le molecole porta ad un aumento dell’energia con cui le molecole si scontrano. Ciò significa che c’è una maggiore possibilità che la soglia di energia di attivazione venga raggiunta o superata.