Laut der University of Bristol School of Chemistry bilden Kohlenstoffatome viele verschiedene Arten von Verbindungen, da jedes Atom mit bis zu vier anderen Atomen starke Bindungen eingehen kann. Dadurch kann das Element eine vielfältige Reihe von Molekülen. Dieses strukturelle Merkmal von Kohlenstoff verleiht Molekülen, die daraus bestehen, mehrere gemeinsame Eigenschaften.
Der Grund, warum Kohlenstoff in der Lage ist, vier starke Bindungen zu bilden, liegt darin, dass er laut Clinton Community College vier freie Elektronen in der äußeren Elektronenhülle hat. Die Tatsache, dass Kohlenstoffatome stark an andere Elemente binden, verhindert, dass die meisten kohlenstoffbasierten Moleküle bei normalen Temperaturen ihre Form ändern, wie von der Universität Bristol erklärt. Bei unglaublich hohen Temperaturen, wie sie bei der Verbrennung auftreten, sind kohlenstoffbasierte Moleküle jedoch hochreaktiv. Tatsächlich kann jede Kohlenstoffverbindung auf dem Planeten, die lebendes Gewebe bildet, verbrannt werden, um die in ihren Bindungen gespeicherte Energie freizusetzen.
Laut der University of Bristol besteht ein wichtiges Merkmal von kohlenstoffbasierten Molekülen darin, dass aufgrund der Anordnung der Atome nur wenige in Wasser löslich sind. Dies ist wichtig, da lebende Organismen, die größtenteils aus Molekülen auf Kohlenstoffbasis aufgebaut sind, häufig mit Wasser in Kontakt kommen. Wenn Moleküle auf Kohlenstoffbasis stark wasserlöslich wären, würde sich die menschliche Haut bei Kontakt mit Wasser auflösen.
