A teoria das colisões explica que, para que uma reação ocorra, as partículas dos reagentes devem colidir entre si com energia suficiente e orientação espacial apropriada.
Para que as reações químicas ocorram, é necessário primeiro que os reagentes que possuem afinidade química entrem em contato entre si. No entanto, ainda assim, a reação pode não ocorrer. Por exemplo, o oxigênio do ar é o comburente da reação de combustão do gás que usamos para cozinhar alimentos (GLP – Gás Liquefeito de Petróleo, formado por uma mistura dos gases propano e butano). Mas somente abrir um fogareiro não faz com que a reação ocorra. O gás irá se misturar com os gases do ar e nada irá ocorrer.
É aí que entra a teoria das colisões, que nos explica como as reações ocorrem em nível microscópico. Essa teoria diz que para que a reação química ocorra, as partículas (moléculas, átomos, íons etc.) dos reagentes devem colidir entre si. Mas essa colisão deve ser efetiva, ou seja, deve ser feita em uma orientação adequada e com energia suficiente.
Na tabela abaixo, são mostrados três exemplos em que as partículas de determinados reagentes estão colidindo entre si. Porém, veja que somente no terceiro caso é que resulta em uma reação química:
Nessa tabela, mostrou-se somente a orientação favorável que as partículas devem ter. Mas, conforme dito, precisa também ter uma energia maior que a energia de ativação. A energia de ativação é a energia mínima necessária que deve ser fornecida aos reagentes para romper as suas ligações e se formarem novas, para a formação dos produtos.
É por isso que a reação de combustão entre o gás oxigênio e o gás de cozinha só ocorre depois que acendemos o fósforo. Quando fazemos isso, estamos fornecendo a energia necessária para as partículas que colidem favoravelmente reagirem. Então, a própria energia que é liberada nessa reação fornece as condições para que as outras moléculas continuem reagindo, até que pelo menos um dos reagentes acabe.
Desse modo, quando a colisão entre as partículas é feita em uma geometria favorável e com energia suficiente, forma-se primeiro uma substância intermediária entre os reagentes e os produtos chamada de complexo ativado. Você pode observar esse complexo ativado na reação efetiva da tabela mais acima, em que se pode ver que a sua estrutura é instável, pois as ligações que havia nos reagentes estão sendo rompidas, enquanto as ligações que existem nos produtos estão sendo formadas.
Assim, quanto maior for a energia necessária para formar o complexo ativado, mais lenta será a reação e mais dificil será para ela ocorrer.
Além disso, a velocidade de uma reação é diretamente proporcional ao número de colisões favoráveis. Isso significa que qualquer fator que aumente o número de colisões favoráveis aumentará a rapidez com que a reação ocorre. Por exemplo, quando aumentamos a temperatura, as moléculas dos reagentes se movimetam com maior velocidade e colidem mais, aumentando a rapidez da reação.