認識大部分有機分子中間產物的分子與電子結構，能幫助你瞭解反應如何發生。某些多步驟反應，中間產物非常穩定可以單獨分離出來。不過，大部分的情況是中間產物非常活潑，並且容易起反應，難以單獨分離。

有機化學的基礎181

1.     認識大部分有機分子中間產物的分子與電子結構，能幫助你瞭解反應如何發生。某些多步驟反應，中間產物非常穩定可以單獨分離出來。不過，大部分的情況是中間產物非常活潑，並且容易起反應，難以單獨分離。

2.     如果中間產物沒有辦法單獨分離，就必須透過光譜分析的方法或從一連串的實驗中分離出來。

3.     有機反應常見的中間產物有碳陽離子carbocations、自由基radicals、碳陰離子carbanions、碳烯carbenes以及自由基離子radical ions。

4.     因為容易起反應的中間產物相當不穩定，所以它們在反應媒介中的濃度通常相當低。大部分的光譜技術不太能夠檢驗出這些易起反應的中間產物，只有可見光與紫外線光譜可以。可見光譜與紫外線光譜的敏感度能夠探測到非常低濃度的東西。

5.     Ketyls（酮的自由基離子）的存在能夠偵測到，因為它們會大量吸收可見光。舉例來說，對醚溶液裡的二苯甲酮，添加鈉，會產生ketyl，含有ketyl的溶液是深藍色的。

6.     遺憾的是，紫外線光譜和可見光譜，沒有辦法像「紅外線光譜infrared spectroscopy」「碳13核磁共振光譜¹³C NMR spectroscopy」和「氫核磁共振光譜¹H NMR spectroscopy」那樣，提供詳盡的分子結構。

7.     【碳陽離子和自由基 Carbocations and Radicals】無論是碳陽離子或自由基，都是由一個碳原子與它的3個取代基構成的三角平面。

8.     碳陽離子、自由基的中心原子是「sp²混成軌域」的，缺電子的（這是與碳原子價電殼層應填滿的電子相比的結果）；這些中間產物的穩定度隨著取代基增加而更加穩定。

9.     每個碳陽離子和自由基，穩定度的順序是 三級tertiary＞二級secondary＞一級primary＞甲基methyl。

n         翻譯編寫 Marye Anne Fox, James K. Whitesell《Organic Chemistry》

研析心得：

1.     為什麼要討論「過渡狀態」的穩定度？

2.     因為「過渡狀態」的穩定度會影響反應速率，而反應速率的快慢會影響最後能不能成功地製造出產物。有許多化學反應同時存在不同的化合物彼此競爭，速率快的反應比較容易成功製造出大量的產物。

3.     縱使沒有其他化合物的競爭，一個反應的過渡狀態比較不穩定，加上它的能量十分接近反應物，那麼，這個反應的過渡狀態很可能變回反應物，這樣變來變去好幾次，最後才變成產物，這就大大減低反應速率。

4.     一個反應的過渡狀態比較穩定，那麼，縱使能量接近反應物，它變回反應物的機率仍舊比較小，比較容易直接從過渡狀態變成產物。

5.     為什麼碳陽離子/自由基如果有取代基愈多愈穩定？因為取代基的混成軌域上的電子，可以稍微填補碳陽離子/自由基缺電的需求。因為，在分子中，互相鍵結的原子，彼此的電子軌域會互相交疊。

6.     碳陽離子/自由基，與3個取代基「甲基」鍵結，跟與3個「氫」原子鍵結，有什麼不同呢？

7.     「甲基」分子群比較大，它的電子軌域體積更大，比較容易涵蓋「碳陽離子/自由基」缺電的價電殼層，讓「碳陽離子/自由基」有機會吸引甲基的電子靠近。

8.     「碳陽離子/自由基」與取代基這股互相吸引的力量，強化了「三級碳陽離子/三級自由基」的穩定度。

9.     「氫」原子比較小，它的「電子軌域」體積小，不容易與「碳陽離子/自由基」的電子軌域交疊，「碳陽離子/自由基」缺電的問題，沒有辦法透過吸引「氫」的電子來解決，只好再去搶奪剛剛斷裂離開的分子碎片，恢復成反應物；這種情況下要如期地進行反應，得多花一點時間，反應速率較慢。