Koolstof moet vier covalente bindingen vormen om zijn buitenste schil te voltooien. Dit komt omdat koolstof vier valentie-elektronen heeft, dit zijn de elektronen in de buitenste schil van een atoom die deelnemen aan chemische bindingen. Wanneer koolstofatomen zich binden met andere atomen, delen ze hun valentie-elektronen om een ​​stabiele elektronenconfiguratie te bereiken. Koolstofatomen kunnen hun valentie-elektronen op verschillende manieren delen, maar de meest gebruikelijke manier is door covalente bindingen te vormen. In een covalente binding delen twee atomen een of meer elektronenparen. Wanneer koolstof een covalente binding vormt, deelt het een van zijn valentie-elektronen met een ander atoom, en dat atoom deelt een van zijn valentie-elektronen met koolstof. Hierdoor ontstaat er een sterke binding tussen de twee atomen en kan koolstof een stabiele elektronenconfiguratie bereiken.