Dit is waarom:

* Elektronische configuratie: Carbon heeft een elektronische configuratie van 1s² 2s² 2p². Dit betekent dat het 4 elektronen in zijn buitenste schil heeft (2s- en 2p-orbitalen).

* Octetregel: Koolstof wil een stabiel octet (8 elektronen) in zijn buitenste schil bereiken.

* Covalente binding: Koolstof bereikt dit door vier covalente bindingen te vormen met andere atomen. Het deelt zijn 4 valentie-elektronen met andere atomen, waardoor beide atomen een stabiel octet kunnen bereiken.

Dit is de reden waarom koolstof een grote verscheidenheid aan moleculen vormt, van eenvoudig methaan (CH₄) tot complexe organische moleculen zoals eiwitten en DNA.