Негативний заряд надає ланці хороші нуклеофільні властивості, які можна використовувати для утворення нових вуглецевих зв’язків. Таким чином, карбаніони діють як нуклеофіли в реакціях заміщення, в реакціях приєднання і заміщення карбонілів і в реакціях 1,4-приєднання (Майкл)..
Він має тенденцію віддавати електрони в реакціях. Електрофіл – відсутність електронів. Він має тенденцію отримувати електрони в реакціях. Карбокатион є позитивно зарядженим і, отже, є електрофілом, а карбаніон негативно заряджений і, отже, є нуклеофілом.
Підсумовуючи, сполуки з позитивним зарядом (R+), сполуки без неподілених пар (наприклад, CH4) і сполуки з повним октетом електронів без заряду (наприклад, CO2) не можуть бути нуклеофілами.
Більш конкретно, у лабораторних реакціях галогенідні та азидні (N3-) аніони зазвичай діють як нуклеофіли. звичайно, вуглеці також можуть бути нуклеофілами – інакше як могли б утворюватися нові вуглець-вуглецеві зв'язки при синтезі великих органічних молекул, таких як ДНК або жирні кислоти?
Карбаніони є сильними основами Льюїса (донорами електронних пар) з такою ж електронною структурою, як і аміни.. На відміну від карбокатіонів і вуглецевих радикалів, карбаніон дестабілізується електронодонорними групами, пов’язаними з аніонним центром, оскільки в центрі вже є октет електронів.
Таким чином, карбаніони діють як нуклеофіли в реакціях заміщення, в реакціях приєднання і заміщення карбонілів і в реакціях 1,4-приєднання (Майкл)..
Карбокатіони (іони карбонію) є видами з позитивно зарядженими центрами вуглецю і є високореактивні жорсткі електрофіли. Утворюючись під час біотрансформації ксенобіотиків, вони, як правило, недовго живуть, оскільки можуть легко реагувати з водою з утворенням спиртів.