Le carbone est présent dans une grande variété de molécules car sa structure atomique le rend extrêmement facile à former des liaisons. Le carbone se lie facilement avec plusieurs autres atomes, et il peut former des chaînes de liaisons avec d'autres atomes de carbone .
La couche de valence externe du carbone contient quatre des huit électrons possibles. Cela permet au carbone de se lier à quatre autres atomes simultanément. Par exemple, le carbone peut se lier à quatre atomes d'hydrogène pour former du méthane. Alternativement, le carbone peut se lier à d'autres atomes de carbone et à d'autres atomes simultanément. Deux atomes de carbone peuvent se lier entre eux et chacun avec trois atomes d'hydrogène, formant C2H6. Enfin, des chaînes carbonées comprenant un nombre massif d'atomes de carbone peuvent se former dans différentes structures ; ceux-ci créent des matériaux comme le charbon et le diamant, et ils sont à la base de la nanotechnologie.
