カルベン
カルベンの炭素は価電子を六個持ち、それらのスピンの状態により一重項カルベンと三重項カルベンに分けることができる。一重項カルベンはさらに、炭素上の混成の形式により、(1) sp混成型:三個のsp軌道に二電子ずつが配置し、空のp軌道が一つ残っている状態、(2) sp混成型:三個のsp軌道に二電子ずつが配置し、残りのsp軌道が一つ空となっている状態、の二通りに分けられるが、ほとんどの場合は前者が安定である。三重項カルベンにもsp混成型とsp混成型があり、後者では四個のsp軌道のうち二個が二電子ずつで満たされ、残りの二個のsp軌道には同じスピンの電子が一つずつ配置している。一重項カルベンと三重項カルベン、そしてそれぞれの混成型の安定性は、炭素上の置換基の電気的、構造的な要因などにより変わる。一重項カルベンは求電子的な反応性を、三重項カルベンは不対電子によるラジカル的な反応性を示す場合が多い。