Karbēns, jebkurš ļoti reaktīvu molekulu klases loceklis, kas satur divvērtīgus oglekļa atomus, tas ir, oglekļa atomus, kas izmanto tikai divas no četrām saitēm, kuras viņi spēj veidot ar citiem atomiem. Parasti tie ir īslaicīgi starpprodukti ķīmisko reakciju laikā, un tie galvenokārt ir svarīgi tam, ko viņi atklāj par ķīmiskajām reakcijām un molekulāro struktūru. Turklāt dažus ķīmiskos savienojumus, jo īpaši tos, kuros molekulās ir oglekļa atomi, kas izvietoti mazos gredzenos, vislabāk var pagatavot, izmantojot karbēnus.
Saskaņā ar elektronisko saistīšanas teoriju, saites starp atomiem veidojas, daloties elektroniem. Saskaņā ar šo teoriju karbēns ir savienojums, kurā tikai divi no četriem oglekļa atoma valences jeb saites elektroniem faktiski ir saistīti ar savienojumiem ar citiem atomiem. Turpretī vairākos saistītos savienojumos, piemēram, ciānūdeņradī, visi četri atomu valences elektroni ir saistīti ar saitiem ar citiem atomiem. Tā kā karbēnu molekulās nav elektronu pārpalikuma vai deficīta, tie ir elektriski neitrāli (nejoni).
Agrīna izmeklēšana.
Lielās karbēnu reaktivitātes dēļ to kalpošanas laiks parasti ir ļoti īss, un tāpēc nav pārsteidzoši, ka viennozīmīgi un tieši eksperimentāli pierādījumi par to esamību ir iegūti tikai nesen. Divvērtīgi oglekļa savienojumi tika postulēti, tomēr jau 1876. gadā, kad tika ierosināts, ka dihlorkarbēns, Cl ― C ― Cl, ir starpprodukts hloroforma (HCCl 3) katalizētajā hidrolīzē (sadalīšanās, ko izraisa ūdens).. 19. gadsimta beigās tika izstrādāta plaša teorija, kas postīja divvērtīgos oglekļa savienojumus kā starpproduktus daudzās reakcijās. Vēlāks darbs tomēr atspēkoja daudzus no šiem postulātiem, un rezultātā karbēni vairs netika izvirzīti kā hipotētiski reakcijas starpprodukti. Karbēna ķīmija atdzīvojās piecdesmitajos gados pēc tam, kad nepārprotami pierādījumi pierādīja to esamību, un pētījumi ar vairākām metodēm bija snieguši detalizētu informāciju par to uzbūvi.
