El mecanismo debe soportarse en los datos experimentales reportados para la reacción estudiada como los intermediarios, complejo(s) activado(s) y/o especies aislados en el trabajo experimental; la energía involucrada en cada paso propuesto (que determina la velocidad de reacción), cambios de fase, los efectos inducidos por el catalizador (si es que se adiciona alguno), los productos obtenidos, el rendimiento de la reacción, la estereoquímica de los productos, entre otros.[2] Las reacciones elementales pueden estudiarse a partir del cambio de la energía potencial en las moléculas involucradas mientras se aproximan entre sí, el primer estudio de este tipo fue realizado por Henry Eyring y fue la base para el desarrollo de la dinámica química.Una reacción química es entonces un proceso donde las moléculas pasan desde un valle de potencial a otro, por intermedio de un estado de transición y continuará hasta que se formen los productos observados y/o la entropía del sistema sea la máxima que pueda obtenerse en las condiciones que se realiza.Desde un punto de vista termodinámico, una ecuación química, los reactivos que son el estado inicial y los productos el estado final, hay una variación de energía libre.La energía libre debe ser negativa ya que será una reacción espontánea, es decir, que la reacción podrá llevarse a cabo sin ningún impedimento termodinámico.Para evitar esta repulsión, los reactivos tendrán que acercarse con suficiente energía cinética.Los intermedios de reacción son especies químicas, a menudo inestables y de vida corta (aunque a veces pueden aislarse), que no son reactantes ni productos de la reacción química global, sino productos y/o reactantes temporales en los pasos de reacción del mecanismo.Los intermediarios de la reacción suelen ser radicales libres o iones.Se expresa en varias ecuaciones químicas o en una global.En la ecuación química global, se representa el estado inicial y el estado final del global de las reacciones, pero no presenta como ha transcurrido la reacción.Los intermediarios son moléculas que aparecen en el mecanismo de la reacción, pero no en la ecuación inicial.Teniendo en cuenta que las moléculas de una sustancia se encuentran en una distribución de Boltzmann es muy improbable estadísticamente que choquen cuatro moléculas al mismo tiempo por eso no existen reacciones tetramoleculares.La ecuación química global, que representa el cambio total, se puede interpretar como la suma de estas dos etapas.Las reacciones orgánicas pueden ser organizadas en algunos tipos básicos.Esta apreciación general no pretende incluir cada reacción orgánica individual.Por el contrario, solamente pretende cubrir las reacciones básicas.
Figura 1 Superficie de energía potencial que utilizó Eyring para estudiar la reacción del HBr . La altura representa la energía del sistema en una determinada configuración.
Figura 2 Punto de silla en la superficie potencial donde se encuentra la configuración del estado de transición.
Mecanismo de sustitución nucleofílica bimolecular (SN2). El estado de transición entre paréntesis lleva una carga negativa y contiene un átomo de carbono central que es pentavalente, lo que corresponde a una condición inestable.
