Kohlenstoff wird als vierwertig angesehen, da er über vier Elektronen verfügt, um chemische Bindungen mit anderen Elementen einzugehen. Diese Elektronen werden Valenzelektronen genannt und befinden sich in der äußersten Elektronenhülle.
Kohlenstoff ist eines von mehreren vierwertigen Elementen. Die anderen Elemente sind Germanium, Zinn, Silizium und Blei. Zusammen bilden die vierwertigen Elemente die Gruppe 14 des Periodensystems, die die Gruppe der Elemente ist, die sich in der 14. Spalte befindet. Im Gegensatz zu den anderen vierwertigen Elementen kommt Kohlenstoff in Lebewesen in großen Mengen vor. Kohlenstoff hat auch die Fähigkeit, aufgrund seiner Fähigkeit, sowohl Doppel- als auch Dreifachbindungen zu bilden, komplexere Moleküle als die anderen vierwertigen Elemente zu bilden. Gängige Kohlenstoffmoleküle sind Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4) und Acetylen (C2H2).
Kohlenstoff gilt als essentiell für die Bildung vieler biologischer Moleküle. Seine tetravalente Natur verleiht ihm die Fähigkeit, DNA, Kohlenhydrate und Proteine zu bilden, die für viele biologische Prozesse notwendig sind. Das Studium von Kohlenstoffverbindungen wird als organische Chemie bezeichnet.
Das Symbol von Kohlenstoff ist C und seine Ordnungszahl ist 6. Sein Atomgewicht beträgt 12.011. Der Name Kohlenstoff kommt vom lateinischen "carbo", was Holzkohle bedeutet. Bei Raumtemperatur liegt Kohlenstoff als schwarzer Feststoff vor. Die Existenz von Carbon ist seit der Antike bekannt.
