Teoría de Colisión: Cómo Ocurren las Reacciones Químicas

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Para que se produzca una reacción química, los reactivos deben colisionar. La colisión entre las moléculas en una reacción química proporciona la energía cinética necesaria para romper los enlaces necesarios para que se puedan formar nuevos enlaces.

A veces, incluso si hay una colisión, no hay suficiente energía cinética disponible para ser transferida – las moléculas no se mueven lo suficientemente rápido. Usted puede ayudar un poco a la situación calentando la mezcla de reactivos. La temperatura es una medida de la energía cinética media de las moléculas; el aumento de la temperatura aumenta la energía cinética disponible para romper los enlaces durante las colisiones.

Las moléculas también deben colisionar en la orientación correcta, o golpear en el punto correcto, para que la reacción ocurra. Aquí hay un ejemplo: Suponga que tiene una ecuación que muestra la molécula A-B reaccionando con C para formar C-A y B, así:

La forma en que se escribe esta ecuación, la reacción requiere que el reactivo C colisione con A-B en el extremo A de la molécula. Si llega al extremo B, no pasará nada. El extremo A de esta hipotética molécula se llama el sitio reactivo, el lugar en la molécula en el que debe producirse la colisión para que se produzca la reacción.

Si C choca en el extremo A de la molécula, existe la posibilidad de que se pueda transferir suficiente energía para romper el enlace A-B. Después de romper la unión A-B, se puede formar la unión C-A. La ecuación para este proceso de reacción se puede mostrar de esta manera:

Así que para que esta reacción ocurra, debe haber una colisión entre C y A-B en el sitio reactivo. La colisión entre C y A-B tiene que transferir suficiente energía para romper el enlace A-B, permitiendo que se forme el enlace C-A.

La energía es necesaria para romper un vínculo entre los átomos.

Este ejemplo es muy sencillo. Muchas reacciones son de un solo paso, pero muchas otras requieren varios pasos para pasar de los reactivos a los productos finales. En el proceso, se pueden formar varios compuestos que reaccionan entre sí para dar los productos finales. Estos compuestos se denominan intermediarios.

Un ejemplo exotérmico de reacciones químicas

Imagine que la reacción hipotética A-B + C→C-A + B es exotérmica – una reacción en la que se emite calor (liberado) al pasar de reactivos a productos. Los reactivos comienzan en un estado de energía más alto que los productos, por lo que se libera energía al pasar de reactivos a productos.

En el diagrama de abajo, la energía de activación para la reacción (la energía que tienes que poner en marcha para que la reacción funcione) se muestra como:

El diagrama de energía muestra la colisión de C y A-B con la ruptura del enlace A-B y la formación del enlace C-A en la cima de una colina de energía de activación. Esta agrupación de reactantes en la cima de la colina de energía de activación a veces se llama el estado de transición de la reacción. La diferencia entre el nivel de energía de los reactivos y el nivel de energía de los productos es la cantidad de energía (calor) que se libera en la reacción.

Reacción exotérmica de A-B +C->C-A + B.

Un ejemplo endotérmico de reacciones químicas

Supongamos que la reacción hipotética A-B + C→C-A + B es endotérmica – una reacción en la que el calor es absorbido al pasar de los reactivos a los productos – de modo que los reactivos están en un estado de energía más bajo que los productos. El siguiente diagrama de energía muestra esta reacción.

Reacción endotérmica de A-B +C->C-A + B.

Este diagrama también muestra que una energía de activación está asociada con la reacción. Al pasar de los reactivos a los productos, hay que poner más energía al principio para que comience la reacción, y luego se vuelve a sacar esa energía a medida que avanza la reacción.

Note que el estado de transición aparece en la cima de la colina de energía de activación – tal como en el diagrama de energía de reacción exotérmica. La diferencia es que, al pasar de los reactivos a los productos, la energía (calor) debe ser absorbida en el ejemplo endotérmico.

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