碳正離子

碳原子通常喜歡共用四對電子，安穩地擁有完整的八隅體。碳正離子是一個被「虧空」了的碳原子：它帶正電，因為它周圍只有六個電子，比它想要的少了一根鍵。它對電子又餓又急，因此極其活潑、壽命極短。

這個缺電子的碳只與三個基團成鍵，為了讓這三根鍵盡量分得開，它變得扁平：三根鍵指向一個三角形的三個角、互成 120 度（sp2 混成），留下一個空的 p 軌域朝上下伸出，像一個等待被填滿的空口袋。碳正離子並非一樣不穩定。三級碳正離子（連著三個碳）比二級碳的穩定，二級碳又勝過一級碳，一級碳又勝過甲基正離子。原因是相鄰的 C-H 和 C-C 鍵能把電子雲密度送進那個空軌域，既穿過空間（超共軛），也沿著鍵傳遞（誘導效應），緩解電子的虧空。如果旁邊正好有一個雙鍵或孤對電子，共振還能更顯著地穩定這個正離子（如烯丙基和苄基正離子）。

碳正離子是有機化學中許多劇情的主角。它出現在 SN1 取代、E1 消除、烯烴的親電加成以及傅-克反應中。由於更穩定的碳正離子會優先生成，它們的穩定性次序才是馬氏規則背後真正的原因。正因為太不穩定，它會立刻抓住最近的電子來源，甚至會重排自身的骨架以變得更穩定。