С помощью квантовохимических методов исследованы структура и оптические свойства минералов карлтонит Na4Ca4[Si8O18](CO3)4(OH,F)·H2O и фторкарлтонит KNa4Ca4[Si8O18](CO3)4(F,OH)·H2O. Установлено, что голубая окраска минералов обеспечивается оптическим поглощением внутри центров CO3*-. Структура карбонатных групп в кристаллах отвечает точечным группам симметрии C2v и Cs. Электронные переходы около 650 нм и 470 нм в радикале CO3*- попадают в запрещенную зону кристалла и являются переходами с a1 на b2 (2B2→2A1) молекулярную орбиталь и с b2 на b2 (2B2→2B2) молекулярную орбиталь, соответственно.