Il carbonio forma un legame covalente. Tale legame si verifica tra due o più atomi di non metalli quando condividono gli elettroni tra di loro in modo che ogni atomo abbia una configurazione completa di otto elettroni di valenza.
Il carbonio, che è nel gruppo 4 della tavola periodica, ha quattro elettroni di valenza. Gli atomi di carbonio possono formare legami singoli, doppi o tripli con altri atomi. Ad esempio, un atomo di carbonio si lega con due atomi di idrogeno, formando due doppi legami covalenti nel gas di anidride carbonica. Il legame dell'idrogeno e degli atomi di carbonio crea vari composti chiamati idrocarburi. L'etano è un esempio in cui gli atomi di carbonio formano singoli legami covalenti. Ethyne è un esempio in cui gli atomi di carbonio formano tripli legami covalenti.
