有机化学/反应介绍/过渡态
许多反应在一个步骤中发生，当两个反应物分子以适当的空间取向碰撞，并具有足够的能量以生成产物时。然而，许多其他反应不会在一个步骤中发生，这些反应被称为具有过渡态。多步反应的产物是一系列或链式反应的结果，而这些反应是真正经过过渡态的反应。
多步反应具有一个中间体分子，它形成一种介于反应物和产物之间的中间状态。这种中间体分子无法在溶液中分离，因为它通常比反应物或产物具有更高的能量。然而，它在反应之前确实具有有限的寿命。
在基础的有机化学水平上，中间体分子通常只是被预测或假设，但许多也由于实验室中的实验观察而被证实存在。分子构型的外消旋化，如果没有其他更合理的解释，是证明某些反应经过过渡态的一种证据。
示例：在一级亲核取代反应（SN1反应）中，碳的手性构型会以50%的概率从S构型翻转为R构型（反之亦然），从而导致外消旋产物（假设它是非手性的）。这是因为碳正离子中间体中的手性碳变得非手性，因为sp2碳中心是平面的，因此可以从顶部或底部进行亲核攻击。如果没有中间体，则简单地保留或反转构型应该以100%的概率发生。这种SN1反应期间的外消旋化可以被视为碳正离子中间体存在的证据。
观察反应的能量图，你可能会注意到，能量不是只有一个峰值，而是能量先达到峰值，然后下降一点，再次达到峰值，最后返回到产物的较低能量状态。两个峰值之间的“鞍点”（最小值）代表反应中间体 - 反应在能量峰值之间暂时“停留”的地方。能量峰值（最大值）被定义为“过渡态”，没有有限的寿命。