有機化學/反應介紹/過渡態
許多反應在一個步驟中發生，當兩個反應物分子以適當的空間取向碰撞，並具有足夠的能量以生成產物時。然而，許多其他反應不會在一個步驟中發生，這些反應被稱為具有過渡態。多步反應的產物是一系列或鏈式反應的結果，而這些反應是真正經過過渡態的反應。
多步反應具有一個中間體分子，它形成一種介於反應物和產物之間的中間狀態。這種中間體分子無法在溶液中分離，因為它通常比反應物或產物具有更高的能量。然而，它在反應之前確實具有有限的壽命。
在基礎的有機化學水平上，中間體分子通常只是被預測或假設，但許多也由於實驗室中的實驗觀察而被證實存在。分子構型的外消旋化，如果沒有其他更合理的解釋，是證明某些反應經過過渡態的一種證據。
示例：在一級親核取代反應（SN1反應）中，碳的手性構型會以50%的機率從S構型翻轉為R構型（反之亦然），從而導致外消旋產物（假設它是非手性的）。這是因為碳正離子中間體中的手性碳變得非手性，因為sp2碳中心是平面的，因此可以從頂部或底部進行親核攻擊。如果沒有中間體，則簡單地保留或反轉構型應該以100%的機率發生。這種SN1反應期間的外消旋化可以被視為碳正離子中間體存在的證據。
觀察反應的能量圖，你可能會注意到，能量不是隻有一個峰值，而是能量先達到峰值，然後下降一點，再次達到峰值，最後返回到產物的較低能量狀態。兩個峰值之間的“鞍點”（最小值）代表反應中間體 - 反應在能量峰值之間暫時“停留”的地方。能量峰值（最大值）被定義為“過渡態”，沒有有限的壽命。