Il carbonio è considerato tetravalente perché ha quattro elettroni disponibili per formare legami chimici con altri elementi. Questi elettroni sono chiamati elettroni di valenza e si trovano nella parte più esterna dell'elettrone.
Il carbonio è uno dei numerosi elementi tetravalenti. Gli altri elementi sono germanio, stagno, silicio e piombo. Insieme, gli elementi tetravalenti formano il gruppo 14 della tavola periodica, che è il gruppo di elementi situato nella quattordicesima colonna. A differenza degli altri elementi tetravalenti, il carbonio si trova in grandi quantità negli esseri viventi. Il carbonio ha anche la capacità di formare molecole più complesse rispetto agli altri elementi tetravalenti grazie alla sua capacità di formare legami doppi e tripli. Le comuni molecole di carbonio comprendono anidride carbonica (CO2), metano (CH4) e acetilene (C2H2).
Il carbonio è considerato essenziale per la formazione di molte molecole biologiche. La sua natura tetravalente gli conferisce la capacità di formare DNA, carboidrati e proteine che sono necessari per molti processi biologici. Lo studio dei composti del carbonio è noto come chimica organica.
Il simbolo di carbonio è C, e il suo numero atomico è 6. Il suo peso atomico è 12.011. Il nome carbonio deriva dal latino "carbo", che significa carbone di legna. A temperatura ambiente, il carbonio esiste come un solido nero. L'esistenza del carbonio è nota fin dall'antichità.