化学自习室移动版

一、基本定义

（一）中间体

1、根据国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）的权威定义，中间体是一个寿命显著长于分子振动时间的分子实体，它由反应物直接或间接生成，并通过进一步反应直接或间接产生最终产物。

是一种在多步反应过程中，由反应物（或前一个中间体）生成，并在后续步骤中进一步反应，最终转化为产物，但不会出现在总反应方程式中的瞬态化学物种。

2、通俗一点说：

中间体是化学反应路径中，反应物转化为产物过程中，出现的一个相对稳定的化学物种。它位于反应势能图上的局部极小值点。

关键特性：

有限寿命：虽然可能非常短暂（如某些活性中间体），但它有可以测量的寿命（通常 > 10⁻¹³ 秒）。

可分离/可探测：某些稳定的中间体可以被分离出来（如结晶）。即使是活性中间体，也可以通过光谱手段（如IR、NMR、ESR）或捕获实验进行探测和证实。

能量低谷：在势能面上，它处于一个“洼地”，能量比反应物和产物都高，但比过渡态低。

（二）过渡态

1、过渡态理论（Transition State Theory, TST）由Eyring、Evans和Polanyi于1935年共同提出，历经九十年仍被视为化学动力学的基石。其核心思想是：化学反应并非简单的分子碰撞，而是经由一个能量更高的过渡态完成。

在这一瞬时、高能量的临界构型中，旧键尚未完全断裂，新键亦未充分生成；它位于反应坐标上的能量最高点，却并非可分离的稳定物种。过渡态的寿命极短（飞秒级，约10-15 s），常规实验手段难以直接捕捉，然而它决定了反应速率与路径，成为动力学研究的焦点。

2、通俗一点说：

过渡态是反应物转化为产物（或中间体）过程中，必须经过的能量最高的状态。它位于反应势能图上的鞍点（局部极大值点）。

关键特性：

零寿命：过渡态不是一个可以分离或直接探测的实体。它是一个理论上的、瞬时的原子排列状态。

旧键断裂与新键形成的临界点：在过渡态，化学键处于部分断裂和部分形成的状态。

能量顶峰：在势能面上，它处于连接两个能量低谷（反应物、中间体或产物）的“山脊”的最高点。

二、区别与联系

为了更直观地理解，我们可以用一个经典的比喻：翻越一座山。

反应物：在山的一侧山脚下。

产物：在山的另一侧山脚下。

过渡态：位于山顶。这是翻越过程中最困难、能量最高的点。你无法在山顶停留。

中间体：位于山与山之间的山谷。你可以在这个山谷里短暂休息（有限寿命），然后再去翻越下一座山（通往产物的过渡态）。

下面是一个系统的对比表格：

联系：

一个多步反应通常由一个或多个“反应物 → [过渡态1] → 中间体1 → [过渡态2] → 中间体2 → ... → 产物”的序列构成。

中间体和过渡态都是反应路径上的关键点，共同决定了反应机理和反应速率。

连接两个中间体（或反应物与中间体、中间体与产物）的，必然是一个过渡态。