O carbono é pequeno e tem quatro elétrons de valência; esses fatores se combinam em uma estrutura única que permite criar facilmente uma cadeia de átomos de carbono. Ele cria ligações covalentes - as ligações mais fortes entre os átomos.
Uma ligação covalente é aquela em que os átomos compartilham elétrons para formar uma ligação. Este tipo de ligação é mais forte do que uma ligação iônica, onde os elétrons são doados a outro átomo. Os elétrons de valência são transportados por um átomo na camada externa, que pode ser compartilhado com outro átomo.
Por causa dos quatro elétrons de valência do carbono, ele pode até se ligar a si mesmo duas ou três vezes. Essas ligações são todas ligações covalentes, criando uma forte cadeia de átomos. Como cada ligação tem oito elétrons de valência, ela também atende à regra do octeto, que estabelece que uma molécula contendo certos elementos (como carbono ou nitrogênio) é mais estável se tiver oito elétrons de valência.
Da mesma forma, o carbono também se liga bem a outros átomos. Na verdade, os cientistas conhecem pelo menos 10 milhões de compostos que incluem carbono, de acordo com o Laboratório Jefferson. O estudo desses compostos é conhecido como química orgânica. Na verdade, o carbono é o elemento encontrado com mais frequência nos seres vivos da Terra, razão pela qual os cientistas dizem que a vida é baseada no carbono. O carbono é essencial para a vida na Terra.