Carbocátions formados em carbonos localizados em posições alílicas são chamados de cátions alílicos.

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Os carbocátions alílicos têm estabilidade superior aos carbocátions igualmente substituídos, mas não alílicos.
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[2] Carbocatião terciário e alílico.
[4] Carbocátion terciário.
Observa-se experimentalmente que o substrato perde cloro 100 vezes mais rápido que o substrato. Essa diferença de velocidade se deve à maior estabilidade do carbocátion formado a partir do substrato. Como o cloro está localizado em uma posição alílica, o carbocátion formado é estabilizado pela distribuição da carga sobre dois carbonos. O carbocátion formado a partir do substrato tem uma carga positiva localizada em um único carbono e, portanto, é menos estável.
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Catião alílico estabilizado por ressonância.
Um carbocátion alílico é tanto mais estável quanto mais estruturas ressonantes ele possui. Se houver empate, aquele com as cargas positivas nos carbonos mais substituídos ganha em estabilidade.
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Ambos os carbocátions têm duas estruturas, mas à esquerda as cargas positivas estão localizadas nos carbonos primário e terciário, enquanto à direita estão os carbonos primários e secundários. Em conclusão, o carbocátion esquerdo é mais estável que o direito.