Атом углерода имеет восемь электронов, из которых четыре находятся во внешнем энергетическом уровне. Это позволяет атому углерода образовывать четыре ковалентных связи с другими атомами углерода или атомами других элементов. Таким образом, углерод обладает способностью образовывать разнообразные структуры и формировать длинные цепочки, кольца и трехмерные структуры.

Эта способность углерода образовывать разнообразные связи и структуры является основой для образования огромного разнообразия органических соединений. В результате комбинирования углерода с другими элементами (такими как водород, кислород, азот и др.) образуются сложные молекулы, такие как углеводороды, аминокислоты, жиры, углеводы и т.д.

Благодаря этим свойствам углерод считается «химическим основанием жизни», так как он является ключевым элементом для образования всех органических веществ, включая ДНК, РНК, белки и многие другие биологически важные молекулы.