有機化學的基礎231
徐弘毅：
1. 作者認為：打斷「化學鍵」通常是比較費力的，而形成新的「化學鍵」是比較省力的。但是因為靠近分子的「親核性試劑」和「離去基」是一模一樣的原子，所以，沒有「能量比較有利於新加入鍵結的『溴』，還是即將斷裂離開的『溴』」的問題。
2. 這有一點矛盾，如果「打斷「化學鍵」通常是比較費力的，而形成新的「化學鍵」是比較省力的。」那麼，不管「親核劑」和「離去基」是不是一樣的原子，都應該符合這個原則，也就是斷裂的「溴－碳」鍵消耗的能量比新形成的「溴－碳」鍵多。
3. 照這個邏輯推論下去，斷裂的「溴－碳」鍵鍵能，和新形成的「溴碳」鍵鍵能，是不一樣。這個結論就變成完全錯誤了，因為，不論斷裂或新形成的化學鍵，2組鍵結原子都是一樣，所以，鍵能應該一樣。
4. 所以，比較好的說法應該是，打斷「化學鍵」的時候，破壞作用的外力，從「周遭」流入分子「系統」的能量，比分子「系統」流出的能量多，反應過程傾向於「吸熱」，所以能量上比較不利於反應進行。
5. 形成「化學鍵」的時候，為了成為一個穩定的「系統」，互相接近的「原子」強化引力而流出的能量，比「周遭」外力流入「系統」的能量多，反應過程傾向於「散熱」，所以能量上比較有利於反應進行。
6. 不論反應過程中，是流入的能量比較多，還是流出的能量比較多，只要回到比較二個原子互相吸引的靜止狀態，斷裂和新形成的「溴－碳」化學鍵鍵能就必須一樣的，因為鍵結原子一樣，引力必須一樣。
7. 所以，「溴化甲烷」被親核劑「溴離子」攻擊的「過渡狀態」分子，構造必須是二側對稱的：「碳」與二個「溴」之間的「類化學鍵」是一樣的，「碳－溴」的「類化學鍵」與「碳－氫」鍵的角度也是一樣。
8. 「碳」與二個「溴」之間的「類化學鍵」，與一般的「σ鍵」不同，強度比較弱，因為：1.「碳」原子的引力，除了與舊有化學鍵的「溴」分享，還分散給一個新加入的「溴」，減弱了鍵能。
9. 2.「碳」原子同時與3個「氫」，2個「溴」鍵結，價電殼層共有10個「電子」，超過了價電殼層最多8個「電子」的需求。
10. 為了讓價殼層的「電子」能量低一點，接近8個「電子」的標準，價電殼層的「電子」會外移、遠離「碳原子核」一些，這造成「化學鍵」拉長，鍵能減弱。
11. 「親核劑」有很多不同的方法可攻擊「親電性碳」，但是最後都會產生一樣的「過渡狀態」，這個現象稱為「最低能量路徑上的最大值 the maximum on the lowest –energy pathway」。
12. 所有的反應都追求「最低能量」，包括反應路徑上的「過渡狀態」。縱使我們對一個反應增加能量，也不會提高「過渡狀態」能量，因為化學反應一跨過「過渡狀態」最低能量門檻，就會立刻變成「產物」，多餘的能量對反應毫無影響。
13. 溴化甲烷「back－side－displacement 背側取代反應」比「同側的取代反應」容易成功的可能原因：
14. 1. 帶「負電荷」的親核劑「溴」，如果採取同側取代攻擊，會遇上也帶有負電荷的「溴」，負負相斥，使得「溴親核劑」還沒有靠近「親電性的碳」就被踢掉。
15. 2.立體阻礙：「背側取代反應」遇到的原子群是「氫」，「氫」的體積最小，要撥開「氫原子」比撥開「大取代基溴」容易。
16. 3.遮蔽作用：「大取代基溴」會遮蔽帶正電荷的「碳」，讓「親核劑」不容易感覺到「碳」的親電性，也就不那麼受吸引。
17. 4.有效撞擊角度：「親核劑溴」從分子的「溴」那一側切入攻擊，角度很難切準，有可能因為鍵結的「溴」擺動而踢開「親核劑溴」，也可能攻擊到「碳」後立刻反彈離開，無法破壞原本的「碳－溴」鍵。
18. 而「親核劑溴」從背側攻擊，周圍的「氫」體積較小，比較沒有能力踢開「親核劑溴」，所以背側攻擊的角度比較能夠有效進行取代反應。
19. 此外，「親核劑溴」撞上「碳」而產生反彈時，另一側的鍵結原子「溴」與「碳」的「化學鍵」受撞擊鬆動，為了恢復本來的鍵結慣性，鍵結原子「溴」會從原子核會發出更強的引力，來拉回「碳」原子，這個拉力剛好有助於拉住即將彈走的「親核劑溴」。
20. 雖然「同側攻擊」與「背側攻擊」理論上都可以進行。但是，依據「微觀可逆原理principle of microscopic」，「正反應」和「逆反應」方向的「路徑」必須一樣，「正反應」和「逆反應」都必須經過同樣的「過渡狀態」和「中間產物」（如果反應有中間產物）。
21. 而最省力的「過渡狀態」和反應路徑只有一個，就是「背側攻擊」下形成的過渡狀態：「碳」與「氫」原子群平面兩端各鍵結1個「溴」。所以，「溴化甲烷」的SN2取代反應，應該只有「親核劑」背側取代的方式。
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