两个碳原子的符号是2C,碳原子一般是四价的,这就需要4个单电子,但是其基态只有2个单电子,所以成键时总是要进行杂化。最常见的杂化方式是sp3杂化,4个价电子被充分利用,平均分布在4个轨道里,属于等性杂化。
这种结构完全对称,成键以后是稳定的σ键,而且没有孤电子对的排斥,非常稳定。金刚石中所有碳原子都是这种以此种杂化方式成键。烷烃的碳原子也属于此类。自然产生的碳由三种同位素组成:12C和13C为稳定同位素,而14C则具放射性。其半衰期约为5,730年,是少数几个自远古就被发现的元素之一,是构成碳基生物的最基本元素。