Атом вуглецю в органічних сполуках перебуває у збудженому стані і його валентність дорівнює чотирьом. Кожен неспарений електрон атома вуглецю спаровується з неспареним електроном атома водню. Таким чином, атом вуглецю утворює чотири ковалентні зв’язки.
Причина цього різноманіття в тому, що атоми вуглецю здатні: 1) з’єднуватися один з одним у ланцюги різної будови: відкриті (нерозгалужені, розгалужені), замкнені; 2) утворювати не тільки прості (одинарні), а й кратні (подвійні, потрійні) зв’язки: 3) утворювати міцні зв’язки майже з будь-яким іншим елементом.
Таким чином, атом вуглецю має чотири неспарені електрони і може утворити чотири ковалентні зв’язки. У збудженому стані атом вуглецю чотирьохвалентний і може приєднати чотири одновалентні атоми, такі, наприклад. Як атоми водню.