Do ponto de vista mecanístico, o teste de Lucas explora dois tipos de substituição nucleofílica: SN1 e SN2. No mecanismo SN1 (Substituição Nucleofílica Unimolecular), ocorre primeiro a saída do grupo hidroxila protonado (H₂O), formando um carbocátion. Essa
Já no mecanismo SN2 (Substituição Nucleofílica Bimolecular), o ataque do nucleófilo e a saída do grupo de saída ocorrem simultaneamente, em uma única etapa. Não há formação de carbocátion intermediário, e o ataque ocorre pelo lado oposto ao grupo de saída
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