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1900년 모지스 곰버그는 최초로 비교적 안정한 자유 라디칼인 트리페닐메틸(구조1)을 발견했다.

이 화합물에서 중앙의 탄소는 4개 대신 3개의 치환기와 결합하고 있기 때문에 3가이며 비공유전자는 점(·)으로 표시된다. 트리페닐메틸 형태의 자유 라디칼은 단지 특정 유기용매에서만 안정하며, 공기·물·강산의 존재하에서 비가역적 반응에 의해 빠르게 파괴된다. 이와 유사한 방법으로, 자유 라디칼들은 R₂N-NR₂와 같은 일반적인 구조를 갖는 방향족 히드라진의 질소-질소 결합 또는 R₂N-RN-NR-NR₂ 형태의 방향족 테트라진의 가운데에 있는 질소-질소 결합이 깨져서 형성된다.

이런 방법으로 형성된 라디칼 1,1-디페닐-2-피크릴히드라질(구조2) 라디칼은 안정한 보라색 고체로 존재한다.

홀전자가 산소에 있는 유사한 자유 라디칼의 예가 또한 알려져 있는데 2,4,6-트리-삼차-부틸페녹시 라디칼(구조3)이 바로 그 예이다.

안정한 라디칼 이온의 또다른 형태인 금속 케틸은 벤조페논((C₆H₅)₂C=O)과 같은 물질을 나트륨 금속으로 처리할 때 생성되는 유색물질((C₆H₅)₂C-O^-)이다. 이와 마찬가지로 나트륨은 나프탈렌과 같은 복잡한 방향족 탄화수소와 반응하고, 진한 색깔을 띤 라디칼 이온을 생성한다. 상대적으로 안정한 유기 자유 라디칼의 마지막 부류는 NO기를 포함하는 것이다.

예를 들면 산화디페닐질소((C₆H₅)₂NO)는 디페닐히드록실아민((C₆H₅)₂NOH)을 산화시켜 만든다.

안정한 자유 라디칼로 존재하기 위해서는 특정한 구조적인 형태가 요구된다. 특히 중요한 하나의 조건은 세미퀴논 라디칼 이온(구조4)에서처럼 위쪽의 산소원자는 음전하를 가지고 있고, 아래의 산소는 홀전자를 가지고 있는 것이다.

음전하와 홀전자의 이러한 위치는 임의로 주어진 것이지만 음전하와 홀전자의 위치를 바꾸어도 역시 같은 구조를 나타낸다. 그 경우 분자 내에 존재하는 실제 평균 전자분포는 위에서 설명한 두 구조의 어떤 것도 아니고, 그들 중의 중간으로 믿어진다.

이런 현상을 비편재화(非偏在化) 혹은 공명이라고 한다. 양자역학에 의하면 공명은 이 경우에 있어서 물질의 안정성을 높여주며, 물질이 존재할 확률을 높인다. 같은 이유로 앞서 언급한 다른 자유 라디칼의 안정화를 설명할 수 있다(→ 공명이론).