碳正离子的重排
在无机化学反应中，碳正离子重排非常普遍，其本质是通过分子内部的多种结构转换，使碳正离子从不稳定状态转变为更稳定的状态。当碳正离子上的碳原子与其他碳原子发生取代反应时，就会形成结构异构体。这一过程相当复杂。
氢转移反应
当亲核试剂攻击一个分子时，我们通常会观察到两种产物。这两种产物通常是主要产物和次要产物。一般来说，主要产物的取代基更多（因此稳定性也更高）。合同通常会规定次要产物（稳定性较低）的生成量应该较少。由于反应过程，碳正离子可能会发生一种称为“氢负离子转移”（hydride shift）的修饰。在单分子取代反应中，两个电子会从氢原子转移到相邻的碳原子上。氢负离子转移通常发生在醇与氢卤化物（如 HBr、HCl 或 HI）反应时。由于氢氟酸（HF）的不稳定性和高反应性，它不适合许多应用。以下示例展示了醇与氢氯酸反应的过程：
亲核性的氯（Cl）原子已经被醇基团（-OH）取代。然而，与SN2反应不同，这里并没有直接替换OH原子。在从亲核试剂获得一个质子后，离去基团-OH在碳原子#3上形成碳正离子（carbocation），从而生成烷氧鎓离子（alkyloxonium ion）。碳原子#2（即与原始碳原子相邻的碳原子，理想情况下是更稳定的碳原子）上的氢原子可以在氯原子攻击之前发生氢转移（hydride shift）。从形式上看，氢原子和碳正离子交换了位置。由于超共轭（hyperconjugation）的作用，氯原子现在可以攻击碳正离子，形成更稳定的结构。这个碳正离子是最稳定的，因为它连接到了三个不同的碳原子上。不过，仍然会存在少量的不稳定副产物。氢转移过程包含多个中间体和过渡态。上述反应的机理如下：
烯烃的氢化：氢转移反应
在更复杂的情况下，当烯烃被水合时，我们会观察到氢化物转移现象。下图展示了3-甲基-1-丁烯与H3O+反应生成2-甲基-2-丁醇的过程：
我们再次观察到了多种物质。不过在这种情况下，我们主要关注三种物质：两种较小的物质和一种较大的物质。由于-OH取代基与高度取代的碳原子相连，因此我们看到了主要产物。在水合过程中，质子与碳原子2发生结合，从而形成了以碳原子2为中心的碳正离子。当相邻碳原子上的氢原子与碳正离子上的氢原子交换位置时，会发生氢转移现象。这种稳定的、高度共轭的碳正离子随后会被H2O攻击，生成烷氧onium离子。随着反应的进行，水分子会进一步攻击烷氧onium离子上的质子，最终形成醇类化合物。这一反应机制在下面的图中有所展示：
烷基转移
碳正离子并不一定需要在其相邻的碳原子上有一个可用于重排的氢原子（无论是仲碳还是叔碳）。另一方面，通过烷基转移（或烷基基团迁移）进行重排也是一种可行的选择。烷基原子的转移过程与氢负离子（hydride ion）的转移非常相似：原本会与亲核试剂一起移动的质子（H）现在会与烷基基团一起移动。移动的基团会将其电子对传递给邻近的碳原子，从而形成新的化学键。由于烷基基团的迁移以及叔碳正离子所带的正电荷，这类反应的速率比仲碳正离子的反应更快。在SN1反应中，仲碳正离子会转化为叔碳正离子。
这两种反应之间存在一些细微的差异和变化。在反应#1中，我们观察到了副产物（即次级反应产物）。烷基转移的原因是相邻碳原子上缺乏氢原子。在氢化转移（Hydride Shift）反应中也会观察到类似的现象：只有烷基发生了转移，而质子没有移动。不过，为了生成最终产物，仍然需要经过多个中间步骤。相比之下，反应#2可以被认为是通过协同机制进行的——所有步骤实际上是在一步中完成的。由于无法使用一级碳正离子作为中间体，因此这些过程需要更长的时间来完成，因为需要更高的温度和更长的反应时间。为了形成烷氧鎓离子（alkyloxonium ion），并且避免生成不稳定的初级碳氢化合物，当烷基被质子化时，相邻碳原子上的水分子必须离开烷基。
赛茨夫的观点与证据
赛茨夫规则（Saytzeff's Rule）也被称为扎伊采夫规则（Zaitsev's Rule）。俄罗斯科学家亚历山大·扎伊采夫（Alexander Zaitsev）研究了多种消除反应，并发现了生成烯烃的普遍规律。根据这些研究，扎伊采夫得出结论：当氢原子从含有较少氢取代基的-碳原子上被去除时，会生成稳定的烯烃。赛茨夫规则（Saytzeff's Rule）在消除反应中起着重要作用：取代度最高的产物通常也是最稳定的产物。这一规则仅适用于消除反应的放射性化学特性，不能推广到产物的立体化学性质上。