Secondo l'Università di Bristol School of Chemistry, gli atomi di carbonio formano molti diversi tipi di composti perché ogni atomo può formare legami forti con un massimo di altri quattro atomi. Ciò consente all'elemento di creare un diverso matrice di molecole. Questa caratteristica strutturale del carbonio conferisce numerose caratteristiche comuni alle molecole composte da esso.
La ragione per cui il carbonio è capace di formare quattro legami forti è perché ha quattro elettroni liberi nel guscio dell'elettrone esterno, secondo il Clinton Community College. Il fatto che gli atomi di carbonio si leghino fortemente con altri elementi impedisce alla maggior parte delle molecole a base di carbonio di cambiare forma a temperature normali, come spiegato dall'Università di Bristol. Tuttavia, a temperature incredibilmente alte, come quelle sperimentate durante la combustione, le molecole a base di carbonio sono altamente reattive. In effetti, ogni composto di carbonio sul pianeta che forma i tessuti viventi può essere bruciato per liberare l'energia immagazzinata nei suoi legami.
Secondo l'Università di Bristol, una caratteristica importante delle molecole a base di carbonio è che pochi sono solubili in acqua, a causa della disposizione degli atomi. Questo è importante perché gli organismi viventi, che sono in gran parte costruiti da molecole a base di carbonio, sperimentano frequenti contatti con l'acqua. Se le molecole a base di carbonio erano fortemente solubili in acqua, la pelle umana si dissolveva quando toccava l'acqua.
