Bindungsverhältnisse am Kohlenstoffatom
Kohlenstoff ist vierbindig, hat die Ordnungszahl 6 und steht in der 14. Gruppe (4. Hauptgruppe) des Periodensystems. Für die Chemie des Kohlenstoffs sind kovalente Bindungen charakteristisch. Diese können sowohl mit Atomen anderer Elemente als auch mit weiteren C-Atomen ausgebildet werden. Dabei können kettenförmige unverzweigte oder verzweigte, aber auch ringförmige Strukturen entstehen. Kohlenstoff kann Einfach-, Doppel- und Dreifachbindungen ausbilden. Die Bindungsstärke nimmt von der Einfach- zur Dreifachbindung zu.
Häufig charakterisiert man Kohlenstoffatome nach der Anzahl der mit ihnen verknüpften C-Atome. Je nachdem, ob ein Kohlenstoffatom mit einem, zwei, drei oder vier weiteren C-Atomen verknüpft ist, unterscheidet man zwischen primären, sekundären, tertiären und quartären C-Atomen.
Reinformen des Kohlenstoffs
und sind die beiden häufigsten natürlich vorkommenden Erscheinungsformen reinen Kohlenstoffs. Im ist jedes Kohlenstoffatom mit vier weiteren Kohlenstoffatomen durch Einfachbindungen verknüpft. Daraus resultiert eine kubische Kristallstruktur. Im Diamant sind alle Kohlenstoffatome .