Ein Carbonyl-C-Atom ist besonders reaktiv gegenüber nucleophilen Angriffen aufgrund seiner elektronischen Struktur. Das Carbonyl-Kohlenstoffatom ist sp²-hybridisiert und hat eine positive Partialladung, die durch die Elektronegativität des Sauerstoffatoms entsteht. Diese Partialladung macht das Carbonyl-C-Atom elektrophil, was bedeutet, dass es eine Anziehungskraft auf nucleophile Spezies ausübt, die Elektronenpaare zur Verfügung stellen können. Zusätzlich ist die π-Bindung zwischen dem Kohlenstoff und dem Sauerstoff relativ schwach und kann leicht polarisiert werden, was die Reaktivität weiter erhöht. Nucleophile können leicht an das positiv geladene Carbonyl-C-Atom angreifen, was zu einer schnellen Reaktion führt. Diese Eigenschaften machen Carbonylverbindungen, wie Aldehyde und Ketone, besonders reaktiv in vielen organischen Reaktionen.