Многостадийные реакции обычно включают стадии образования неустойчивых промежуточных частиц — катионов, анионов или свободных радикалов (такие частицы называют интермедиатамиот лат. intermedius — средний, промежуточный.). Во многих случаях можно предположить не одно, а несколько возможных направлений такой реакции, на каждом из которых появляются промежуточные частицы разного строения, ведущие к различным конечным продуктам.

Какое направление реакции наиболее вероятно?

• Направление реакции зависит от затрат энергии на ее пути, которые определяются устойчивостью промежуточных частиц.

Относительная устойчивость и, следовательно, вероятность образования той или иной промежуточной частицы определяются возможностью рассредоточения (делокализации) заряда в ионе или неспаренного электрона в радикале. Чем больше рассредоточен заряд в ионе или неспаренный электрон в радикале, тем меньшим запасом энергии обладают эти частицы и тем они стабильнее. Поэтому образование более устойчивых частиц требует меньших затрат энергии, то есть происходит при более низкой энергии активации.

• Реакция предпочтительно будет происходить в том направлении, которое сопровождается образованием относительно более устойчивых промежуточных частиц.

Возможность делокализации электронов в ионе или радикале зависит от их строения и определяется электронными эффектами заместителей, связанных с атомом, несущим заряд или неспаренный электрон. Для примера сравним устойчивость двух изомерных карбокатионов: (СН₃)₂СН⁺  (I)    и    СН₃СН₂СН₂⁺  (II) Изобразим их строение с учетом электронных эффектов заместителей при положительно заряженном атоме углерода: В карбокатионе I положительный заряд делокализован в большей степени, так как действуют +I-эффект и эффект сверхсопряжения двух алкильных групп СН₃. В делокализации заряда карбокатиона II участвует +I-эффект и сверхсопряжение лишь одной алкильной группы СН₃СН₂. Следовательно, катион I более устойчив, чем катион II. В целом, устойчивость карбокатионов возрастает с увеличением числа алкильных групп, которые за счет +I-эффекта и эффекта сверхсопряжения уменьшают положительный заряд на атоме углерода: Аналогично изменяется устойчивость свободных радикалов, но главным фактором в этом случае является сверхсопряжение:

✷  Влияние устойчивости промежуточного катиона на направление реакции можно продемонстрировать на примере присоединения полярного реагента H^δ+Cl^δ– по двойной связи в несимметричной молекуле СН₂=СН–СН₃, которое предположительно может происходить по двум направлениям (А и Б) с образованием изомерных продуктов:

А. CH₂=CH–CH₃ + HCl CH₃–CHCl–CH₃ (2-хлорпропан)
Б. CH₂=CH–CH₃ + HCl CH₂Cl–CH₂–CH₃ (1-хлорпропан)
Данная реакция классифицируется как электрофильное присоединение (Ad_E).

Схема механизма
На более медленной 1-й стадии образуется катион I или II. Как было показано выше, вторичный катион (СН₃)₂СН⁺ (I) более устойчив, чем первичный СН₃СН₂СН₂⁺ (II), и его образование требует меньших энергетических затрат. Изменение энергии в ходе реакции
Поэтому энергия активации реакции А ниже, чем реакции Б: Еа' < Еа''. Следовательно, направление А преобладает.

Следует отметить, что в радикальных реакциях, идущих с участием электронейтральных частиц (молекул и радикалов), определяющим фактором является именно устойчивость промежуточно образующихся свободных радикалов (динамический фактор), а не распределение электронной плотности в исходной молекуле (статический фактор).
Таким образом, для прогнозирования направления реакции применяется следующее правило:

реакция предпочтительно идет через образование
наиболее устойчивых промежуточных частиц.