ประเภททั้งสองของ carbenes ได้แก่ singlet และ triplet โดยที่ carbenes แบบ singlet นั้นเป็นแบบคู่สปิน หรือกล่าวตาม ทฤษฎีพันธะเวเลนซ์ โมเลกุลนี้มีโครงสร้างไฮบริด SP 2 ส่วนกรณี carbenes แบบ Triplet จะมี 2 อิเล็กตรอนโดดเดี่ยว ซึ่งอาจเป็นได้ทั้งแบบเส้นตรงหรือแบบโค้งงอ กล่าวคือ SP หรือแบบไฮบริด SP 2 ก็ได้ carbenes ส่วนใหญ่จะมีสถานะพื้นแบบ triplet นอกจากกลุ่มที่มีไนโตรเจน ออกซิเจน หรือซัลเฟอร์ และฮาไลด์ ที่สร้างพันธะโดยตรงกับคาร์บอนที่มีสองคู่พันธะ

สารประกอบ Carbene อาจเรียกเป็น singlet หรือ triplet โดยขึ้นกับสปินอิเล็กตรอนที่มี สารประกอบ Carbene แบบ Triplet นั้นเป็นสารพาราแมกเนติก และอาจสังเกตได้ด้วยวิธี electron spin resonance spectroscopy หากสารนั้นคงอยู่ได้นานพอสมควร สปินรวมของ Singlet carbenes นั้นเท่ากับศูนย์ ขณะที่สปินรวมของ carbenes triplet เท่ากับหนึ่ง (ในหน่วยของ ℏ {\displaystyle \hbar } ) มุมของพันธะคือ 125-140° สำหรับ triplet methylene และ 102° สำหรับ singlet methylene (ตามที่ได้พิจารณาโดย EPR) สาร carbenes triplet โดยทั่วไปมักจะเสถียรในสถานะก๊าซ ในขณะที่ carbenes singlet มักเกิดในตัวกลางที่เป็นของเหลว

สำหรับสารไฮโดรคาร์บอนอย่างง่าย carbenes triplet มักจะมีพลังงาน 8 kcal / mol (33 kJ / mol) ซึ่งต่ำกว่า singlet carbenes (โปรดดูกฎของ Hund ว่าด้วย Maximum Multiplicity) ดังนั้นโดยทั่วไปสถานะ triplet จึงเป็นสภาวะที่เสถียรกว่า (สถานะพื้น) และ singlet เป็นสภาวะถูกกระตุ้น หมู่แทนที่ที่สามารถให้คู่อิเล็กตรอน อาจเพิ่มเสถียรสภาพของสถานะ singlet โดยจะ delocalize คู่อิเล็กตรอนไปยัง p-orbital ที่ว่างอยู่ หากพลังงานของสถานะ singlet ลดลงมากพอ ก็จะทำให้กลายเป็นสถานะพื้นได้อย่างไรก็ตามยังไม่มีวิธีที่จะรักษาเสถียรภาพ triplet ได้ carbene ที่เรียกว่า 9-fluorenylidene ได้รับการแสดงว่าเป็นส่วนผสมของสถานะ singlet และ triplet ที่เข้าสู่ดุลยภาพอย่างรวดเร็วโดยที่มีส่วนต่างของระดับพลังงานประมาณ 1.1 kcal / mol (4.6 กิโลจูล / โมล) [3] อย่างไรก็ตามยังเป็นที่ถกเถียงกันว่า diaryl carbenes เช่น fluorene carbene นับเป็น carbenes จริงหรือไม่ เนื่องจากอิเล็กตรอนสามารถ delocalize ได้มากจนกระทั่งกลายเป็น biradical ในการทดลอง silico ชี้ให้เห็นว่า carbenes triplet สามารถถูกทำให้เสถียรได้ด้วยกลุ่ม electropositive เช่น trifluorosilyl[4]