ذرة كربون مجموعة كربونيل الألدهيدات والكيتونات مهجنة بطريقة sp2، أي أنها تقع مع الذرات الثلاث المرتبطة بها، في مستوى واحد بزوايا 120^ه تقريباً وذلك ما يمكن توقعه من تركيب بنائي مسطح على هيئة مثلث. تحمل ذرة كربون مجموعة الكربونيل شحنة ايجابية جزئية بينما تحمل ذرة أكسجين هذه المجموعة شحنة سالبة جزئية.

يعزى نشوء هذه الشحنات إلى التأثير التحريضي لذرة الأكسجين ذات السالبية الكهربية العالية وإلى ظاهرة التأرجح التي تظهرها مجموعة الكربونيل حيث يمكن كتابة البنية التركيبية لها بأكثر من صيغة.

ونتيجة للشحنة الموجبة الجزئية على ذرة الكربون فإن ذلك يعنيان ذرة الكربون هذه مهيأة (عرضة) للهجوم النيكلوفيلي. وبالفعل فإن من أهم تفاعلات الألدهيدات والكيتونات هي تفاعلات إضافة نيكلوفيلية كما سنرى إلا أن هناك تفاعلات أخرى مثل تكاثف الدول وغيرها، يعتمد على الخاصية الحمضية لذرة ألفا الألدهيدات والكيتونات أو ما يعرف بشكل كيتو— إنول.

شكل كيتو وإنول Keto-enol : توجد الألدهيدات والكيتونات في محاليلها على هيئة شكل كيتو Keto وشكل إنول enol“. وتوضح المعادلة التالية التغيرات البنائية التي تحدث في المركب الألدهيدي أو الكيتوني الذي يحوي ذرة هيدروجين ألفا. تدعى ذرة الهيدروجين الواقعة على ذرة كربون مجاورة لمجموعة الكربونيل ذرة هيدروجين ألفا، وتدعى ذرة الكربون التي تحملها ذرة كربون ألفا، وتتصف ذرة الهيدروجين هذه بالحمضية.

شكل كيتو في العادة أكثر ثباتاً لكثير من مركبات الكربونيل وعليه فإن الاتزان يكون ناحية اليسار. فذرة هيدروجين ألفا تنتزع بواسطة القاعدة ويتكون الأنيون (يسمى أيون الأنوليت enolate ion) الذي بإمكانه أن يتفاعل بإحدى طريقتين، إما بإضافة البروتون على ذرة كربون ألفا لاستعادة مركب الكربونيل الأصلي، وإما بإضافة البروتون على ذرة الأكسجين حيث يتكون الإنول.

ومع أن كلا الشكلين التأرجحين أب يسهم في الهجين إلا أنه من المتوقع اسهاماً أكبر للشكل التأرجحي ب لأن الأكسجين هو الأكثر سالبية كهربية وعليه فهو أقدر على استضافة البروتون. وعلى الرغم من ذلك فإنه يفضل الشكل التأرجحي أ بسبب القوة العالية للرابطة المزدوجة بين الأكسجين والكربون مقارنة بالرابطة المزدوجة بين ذرتي الكربون في ب. وهكذا فإن مركبات الكربونيل البسيطة تكون كمية الانول فيها صغيرة جدا.

يشار إلى هذا النوع من التشابه isomerism حيث يكون الاختلاف بين المتشابهات فقط في مكان البروتون وموضع الرابطة المضاعفة، يشار إليه بالنزوح البروتوني. tautamerism ويسمى المتشابهان توتومران tautamers ويتحول كل  منهما للآخر بسهولة في وجود آثار من الحامض أو القاعدة. ولقد أشرنا سابقاً على أن الأغلبية العظمى لجزيئات المركب الكربونيلي تكون موجودة على هيئة شكل كيتو إلا أن الكمية البسيطة من شكل إنول تظهر بشكل جلي في الكثير من تفاعلات الألدهيدات والكيتونات ومما تجدر الإشارة إليه أن مركبات الكربونيل التي تحتوي جزيئاتها على مجموعتي كربونيل تفصلهما ذرة كربون مشبعة ß- dicarbonyl، فإن كمية الإنول أكبر بكثير من وجودها في مركبات الكربونيل البسيطة.

يعتمد الاتزان بين شكلي كيتو وإنول على الثبات النسبي لهما في حالة وجودهما في المحلول. ففي مثالنا السابق يسود الشكل الانولي لإنه أكثر ثباتاً ويعزى ذلك لسببين:

( أ ) توفر النظام المتناوب بشكل الانول .

(ب) توفر الربط الهيدروجيني الجسري في الجزىء بين ذرة هيدروجين مجموعة الهيدروكسيل الانولية وبين ذرة أكسجين مجموعة الكربونيل.

إن الخاصية القطبية التي تتمتع بها مجموعة الكربونيل بالإضافة إلى الخاصية الحمضية الذرة هيدروجين ألفا في مركبات الكربونيل هما مفتاح التفاعلات التي تخضع لها الألدهيدات والكيتونات وسنقوم بدراسة التفاعلات الرئيسية لهذه المركبات.

1 - تفاعلات الإضافة النيكلوفيلية :

من تفاعلات الألدهيدات والكيتونات المميزة الإضافة النيكلوفيلية.

وتكون نواتج الإضافة النيكلوفيلية هذه مركبات ثابتة يمكن فصلها والتعرف عليها وقد تكون نواتج غير ثابتة أي أن التفاعل يستمر في خطوة أخرى وينشأ أثر ذلك نواتج أكثر ثباتاً من نواتج الخطوة الأولى. وقبل أن نسرد  للإضافة النيكلوفيلية التي توضح لنا هذين الأمرين فإننا سنقوم بدراسة ميكانية هذا التفاعل، وتباين الفعالية لهذه المركبات تجاه الكواشف النيكلوفيلية.