Carbene, ethvert medlem af en klasse af meget reaktive molekyler, der indeholder divalente carbonatomer - det vil sige carbonatomer, der kun bruger to af de fire bindinger, de er i stand til at danne med andre atomer. De forekommer normalt som kortvarige mellemprodukter under kemiske reaktioner, de er vigtigst for det, de afslører om kemiske reaktioner og molekylstruktur. Derudover kan nogle kemiske forbindelser, især dem, hvori molekylerne indeholder carbonatomer arrangeret i små ringe, bedst fremstilles ved anvendelse af carbener.
I henhold til den elektroniske bindingsteori dannes bindinger mellem atomer ved en deling af elektroner. I form af denne teori er en carbene derefter en forbindelse, hvor kun to af de fire valens eller bindende elektroner fra et carbonatom faktisk er involveret i binding med andre atomer. I modsætning hertil er alle fire af valenselektronerne i atomerne involveret i bindinger med andre atomer i multiple bundne forbindelser, såsom hydrogencyanid. Fordi der ikke er nogen overskydning eller mangel på elektroner i molbenerne i carbener, er de elektrisk neutrale (ikke-ioniske).
Tidlige undersøgelser.
På grund af carbenernes store reaktivitet har de normalt meget korte levetider, og det er derfor ikke overraskende, at entydig og direkte eksperimentel bevis for deres eksistens først er opnået for nylig. Divalente kulstofforbindelser var blevet postuleret, men allerede i 1876 da det blev foreslået, at dichlorocarbene, Cl-C-CI, var et mellemprodukt ved basekatalyserede hydrolyse (nedbrydning forårsaget af vand) chloroform (HCCl 3). Mot slutningen af 1800-tallet var der udviklet en omfattende teori om, at postulerede divalente kulstofforbindelser var mellemprodukter i mange reaktioner. Senere arbejde modbeviste imidlertid mange af disse postulater, og som et resultat blev karbener ikke længere fremsat som hypotetiske reaktionsmellemprodukter. Carbenkemi blev genoplivet i 1950'erne, efter at entydig dokumentation havde demonstreret deres eksistens, og undersøgelser ved flere metoder havde givet detaljeret information om deres strukturer.
