La charge ionique du carbone peut varier en fonction du composé ou de la molécule dans laquelle il est présent. Le carbone a généralement une charge neutre (0) lorsqu'il est lié à d'autres atomes de carbone ou à des atomes d'hydrogène. Cependant, lorsque le carbone forme des liaisons avec des éléments électronégatifs comme l’oxygène, l’azote ou les halogènes, il peut présenter des états d’oxydation positifs et négatifs.

États d'oxydation positifs :

1. +1 : Le carbone peut avoir un état d’oxydation +1 lorsqu’il forme une liaison simple avec un atome électronégatif et trois liaisons avec des atomes d’hydrogène. Un exemple en est le cation méthyle (CH3+), où l’atome de carbone porte une charge positive.

2. +2 : Le carbone peut avoir un état d’oxydation +2 lorsqu’il forme des doubles liaisons avec l’oxygène ou d’autres atomes électronégatifs. Les exemples incluent des composés comme le formaldéhyde (HCHO), où l’atome de carbone est lié à deux atomes d’oxygène par des doubles liaisons.

3. +3 : Dans de rares cas, le carbone peut également présenter un état d’oxydation +3 lorsqu’il forme des triples liaisons avec des atomes électronégatifs ou lorsqu’il est lié à des groupes hautement électronégatifs. Un exemple est le dioxyde de carbone (CO2), où l’atome de carbone est lié à deux atomes d’oxygène par des doubles liaisons.

États d'oxydation négatifs :

Le carbone n'a généralement pas d'état d'oxydation négatif, mais il peut présenter un état d'oxydation -4 dans certains composés appelés carbanions. Les carbanions sont des atomes de carbone chargés négativement résultant de la perte d'un proton (H+). Ils sont généralement stabilisés par la présence de groupes attracteurs d’électrons ou de charges négatives adjacentes.