Kohlenstoff bildet eine kovalente Bindung. Eine solche Bindung tritt zwischen zwei oder mehr Atomen von Nichtmetallen auf, wenn sie Elektronen untereinander teilen, sodass jedes Atom eine vollständige Konfiguration von acht Valenzelektronen hat.
Kohlenstoff, der zur Gruppe 4 des Periodensystems gehört, hat vier Valenzelektronen. Kohlenstoffatome können mit anderen Atomen Einfach-, Doppel- oder Dreifachbindungen eingehen. Zum Beispiel bindet ein Kohlenstoffatom mit zwei Wasserstoffatomen und bildet zwei kovalente Doppelbindungen in Kohlendioxidgas. Durch die Bindung von Wasserstoff- und Kohlenstoffatomen entstehen verschiedene Verbindungen, die Kohlenwasserstoffe genannt werden. Ethan ist ein Beispiel, bei dem Kohlenstoffatome kovalente Einzelbindungen bilden. Ethin ist ein Beispiel, bei dem Kohlenstoffatome dreifache kovalente Bindungen bilden.
