Карбкатиондар Оң зарядталған көміртегі атомы бар органикалық катиондар екі түрлі болуы мүмкін: үшвалентті көміртегі атомы бар R3C+ карбкатиондары, протонды көміртектің қаныққан атомына қосу нәтижесінде алынатын катиондар.
Бірінші типтегі катиондарда оң зарядталған көміртегі атомының сыртқы қабатында 6 электрон бар. Сәйкесінше sp2-де орналасқан: барлық үш атомдар σ-байланыс бойынша дұрыс үшбұрыштың бұрыштарында орналасқан; бұл үшбұрыштың центрінде үшбұрыш жазықтығына осі перпендикуляр болған вакантты р-орбиталі бар көміртек атомы бар. Карбкатиондар бордың қосылыстарына изоээлектронды болып келеді. Ал бор атомы электронографикалық зерттеулер көрсеткендей үшбұрыш центрінде орналасқан.
Карбкатиондардың кейбір жеке өкілдерінің оң зарядталған көміртегі атомы екі атомдармен ғана σ-байланыстармен байланысқан, ал үшінші байланыс π-байланыс болып табылады. Мысалы, фенил-катион, винил-катион.
Бірінші типтегі катиондар органикалық химияда манңызды орын алады.
Екінші типтегі – онийлі катиондардың пентакоординацияланған көміртегісі атомдары бар. Бұлардың жеке өкілдері тым аз. Метанның масс-спектрінен метоний СН5+ катионы табылған. Метанды FSO3H – SbF5 артық мөлшерінде еріткенде осы катион түзіледі. Онийлі катиондар қаныққан көміртегі атомындағы электрофильді орынбасудың аралық өнім ретінде және метан және басқа алкандардың поликонденсация полистеринде түзіледі.
СН5+ катионының екі электронды үш орталықты байланысы бар. Катионды Ол ұсынысы бойынша бейнелеу:
Оний катиондарына протондалған циклокатиондарды жатқызуға болады. Ол көптеген химиялық процестерде түзіледі:
Ареноний иондары – протон немесе катионоидты бөлшек ароматты ядроға қосылғанда түзілетін катиондар, мысалы, бензол-оний ионы:
Бұл катионда протон қосылған көміртегі атомы -гибридтелген күйде болады. Оң заряд көміртегі атомында орто- және пара- орындарда локализацияланады. Ол келесі үш резонансты құрылымдарда көрсетілген:
Карбаниондар Құрамында бөлінбеген электрон жұпты көміртек атомы бар теріс зарядталған бөлшектер карбаниондар деп аталады; бұл атом басқа атомдармен үш σ немесе σ және π-байланыстармен байланысқан. Теріс зарядталған көміртек атомы жанында атомдар бір жазықтықта немесе үшқырлы пирамиданың бұрыштарында, ол пирамиданың төбесінде С- атомы орналасқан. Пирамидалық құрылым екі айналы-изомерлер құрылысы түрінде болуы мүмкін. Егер олардың өзара айналу баьері жоғары болса, форманың әрқайсысы тұрақты болады:
С- атомымен тікелей байланысқан көміртегі атомдарының карбаниондардың жазықтық орны бар мысалы ретінде трифенилметил-карбанионын алуға болады(тритил-анион). Тритил-аниондағы бензол өзектері жазықтықтан шығарылған, себебі сутектің орто-атомдары бір жазықтықта орналаса алмайды:
Үш қырлы пирамида структурасы бар карбаниондардың мысалы ретінде триптицил-анионды алуға болады.
Бұл анион қатаң структураға ие және осының әсерінен ол өзінің антиподына айнала алмайды.
Карбаниондарды анықтау үшін әдетте УК-спектроскопиясын және спектрдің көрінетін бөлігін қолданады. Бұл әдіс тек ерітіндідегі карбаниондарды анықтауды дәлелдеп қана қоймай олардың жағдайы туралы да мәлімет бере алады. Бұл жағдай олардың өздігінен өмір сүретін теріс зарядталған бөлшектерде немесе иондық жұптарда болуы. Егер карбаниондар еселік байланыстармен қабысқан болып келсе олар тұрақты болады және спектрдің көрінетін бөлігінде жарықты жұтылдырады. Карбаниондардың бар екенін және орынбасушылардың олардың тұрақтылығына әсерінің бағасын дәлелдеу үшін ЯМР әдісі қолданылады.