S_N2 反应:过渡态

一个 S_N2 反应遵循一种协同机理，在此过程中，亲核试剂从底物的背面进攻，同时离去基团从其相反的一侧离去。

这一过程经过一个过渡态，过渡态用方括号表示。该结构包含一个与五个基团相连的亲电碳原子：三个取代基、一个亲核试剂和一个离去基团。亲核试剂和离去基团处于部分成键状态，且这两个基团均带有部分负电荷。 

由于过渡态不是中间体，因此无法被分离。它具有三角双锥几何构型，其中三个取代基呈平面排列，亲核试剂和离去基团相距180°，垂直于该平面。

取代基位于亲核试剂和离去基团两侧90°的位置。这会增加空间位阻，导致反应途径中能量最高的结构不稳定。

过渡态的能量会影响 S_N2 反应的反应速率。过渡态能量越高，活化能越大，因此反应速率越低。

反应速率还受到空间位阻的影响，即亲核试剂进攻亲电中心的难易程度。

当α-碳上的烷基取代基增加时，空间位阻以及与进攻亲核试剂之间的范德华排斥作用也随之增加。

例如，卤代甲烷和任何伯卤代烃的空间位阻最小，反应进行得更快。

相比之下，具有两个大位阻基团的仲卤代烃会产生更大的空间位阻，从而减缓反应速率。

在三级卤代烃中，三个庞大的基团阻碍了亲核进攻，使得该底物在S_N2机理下实际上不具反应活性。

此外，伯卤代烃中β-烷基取代基的增加会加大空间位阻，导致分子无法发生S_N2反应。