化学动力学(反应速率)

碰撞理论(collision theory)

想象两辆车在路上相遇。要让它们撞成一团,必须真的相撞、撞得够狠、而且以合适的角度相遇——轻轻擦一下只会弹开。碰撞理论把化学反应想象成同样的样子:分子必须碰撞、碰撞时带有足够的能量、并且取向正确,键才能重新排布。

该理论指出,反应速率取决于三件事:反应物分子碰撞的频繁程度、这些碰撞中至少带有活化能的那一部分所占的比例、以及恰好排成反应所需取向的那一部分的比例。把这三者相乘就得到速率。这巧妙地解释了为什么加热会加速反应(碰撞更频繁、更猛烈,更多碰撞翻过能量壁垒),以及为什么浓度越高反应越快(每秒碰撞次数更多)。

碰撞理论的价值在于,它是阿伦尼乌斯方程底下那幅简单的物理图像——它赋予活化能(能量门槛)和指前因子(碰撞频率乘以取向要求,后者由空间因子刻画)以意义。它诚实的局限是把分子当成毫无特征的硬球,因此只能粗略地预测速率;对真实分子,更精细的过渡态理论做得更好。

糖粉比方糖溶解和反应都快得多,因为粉末暴露出大得多的表面,使每秒的碰撞次数倍增。化学反应一样,只是接触更多——这正是碰撞理论所预言的。

表面越多,碰撞越多,反应越快——碰撞理论的体现。

并非每次碰撞都会反应——大多数太弱或取向不对。真正发生反应的那一小部分,正是反应比单纯的碰撞频率所暗示的要慢的原因。

又称
collision model碰撞学说碰撞學說