Teoría de Colisiones y Estado de Transición en Reacciones Químicas

Teoría de Colisiones o Choques

La teoría de colisiones propone que las reacciones químicas se producen a partir de los choques eficaces entre las moléculas, los átomos o los iones de los reactivos.

La velocidad de reacción depende de:

• La frecuencia con la que chocan las moléculas por unidad de volumen.
• La eficacia del choque (en términos energéticos).
• La orientación favorable del choque.

Para calcular la frecuencia de choque, hemos de referirnos a la teoría cinética de los gases, según la cual existe una relación entre la frecuencia de los choques y la concentración de los reactivos, las masas moleculares, las distancias entre los centros de las moléculas en el momento del choque y la raíz cuadrada de la temperatura absoluta.

En una reacción entre gases, la frecuencia de colisión entre moléculas es muy alta. Si de cada colisión resultase la formación de productos, las reacciones entre gases ocurrirían a mucha velocidad. La realidad es que estas reacciones son mucho más lentas, lo que significa que un gran número de choques son ineficaces.

La teoría de colisiones relaciona la constante cinética con el número de colisiones eficaces entre moléculas, siendo estas las que realmente dan lugar a productos.

Teoría del Estado de Transición o del Complejo Activado

Esta teoría se basa en la formación de un estado intermedio transitorio entre reactivos y productos, que tiene alta energía y escasa duración.

En este estado se forma un complejo activado en el que se están rompiendo y formando los enlaces; para alcanzar dicho estado se necesita una energía de activación. Esta energía es siempre positiva, independientemente de que la reacción sea endotérmica o exotérmica.

En un diagrama energético se puede representar la entalpía de los reactivos y de los productos, del complejo activado y de todos los pasos entre unos y otros en función del transcurso de la reacción o de la coordenada de la reacción. El estado de activación explica la posibilidad de las reacciones directa e inversa en un equilibrio de una reacción. La curva de energía que refleja todo el proceso se denomina perfil de la reacción.