Cada átomo de carbono forma cuatro enlaces químicos. El carbono generalmente forma enlaces covalentes, que son dos átomos que comparten electrones, pero a veces también forman enlaces iónicos que se encuentran en compuestos, como el carburo de calcio.
El carbono tiene seis electrones: dos en la órbita interna y cuatro en la órbita externa. La órbita externa está completa cuando alcanza los ocho electrones, por lo que los átomos de carbono forman enlaces covalentes con otros átomos con electrones para compartir. Aunque el carbono no es el único elemento con cuatro electrones de valencia o externos, es el más pequeño, lo que le permite adaptarse cómodamente como parte de moléculas mucho más grandes.
Cualquier compuesto que contenga carbono unido covalentemente se considera un compuesto orgánico. Los químicos conocen más de 10 millones de compuestos orgánicos, que continuamente están sintetizando más. La capacidad del carbono para formar cadenas de carbono a carbono es una de las razones por las que el carbono puede formar tantos compuestos. Los átomos de carbono pueden formar cadenas, ramas complejas y anillos. Los enlaces de carbono con elementos al compartir uno, dos o tres electrones, lo que le permite unirse con una amplia gama de otros átomos. El hidrógeno es el elemento más común para unirse al carbono, pero el nitrógeno, el oxígeno, el fósforo, el azufre y los halógenos, junto con muchos otros tipos de átomos, se unen al carbono para formar moléculas orgánicas.
