На основе природы реагирующих частиц

Радикальные (гомолитические) реакции. Подобные реакции протекают с участием радикалов – частиц, характеризующихся наличием неспаренного электрона. Если молекулу атакует радикал, то происходит гомолитический разрыв ковалентной связи в молекуле с образованием новых радикалов. Исходный же радикал взаимодействует с одной из образовавшихся частиц:

В общем виде:

Например:

Электрофильные реакции. Данный тип реакций протекает с участием электрофильных реагентов, которые атакуют положение с повышенной электронной плотностью в субстрате. Если молекула атакуется электрофильной частицей, то происходит гетеролитическое расщепление связи в субстрате, и замещаемая частица (атом или группа атомов) уходит в виде положительного иона.

В общем виде:

Нуклеофильные реакции. В этих процессах участвуют нуклеофильные реагенты, которые атакуют положение с пониженной электронной плотностью в субстрате. Здесь также происходит гетеролитический разрыв связи, но замещаемая частица отщепляется в виде аниона.

В общем виде:

Электрофильные и нуклеофильные реакции объединяют как гетеролитические реакции.

В органических реакциях атом углерода способен образовывать ионы, заряд которых зависит от того, у какой из частиц остается электронная пара при разрыве связи:

При потере атомом углерода электрона образуется положительно заряженная частица – карбкатион.

Карбанионы – органические анионы, характеризующиеся четным числом электронов и преимущественной локализацией отрицательного заряда на атоме углерода. Теоретические расчеты указывают на пирамидальную геометрию карбанионного углеродного атома в метильном анионе. Если между карбанионным центром и связанным с ним заместителем имеет место сопряжение, то характерна плоская (тригональная) геометрия.