* Valentie-elektronen: Het aantal elektronen in de buitenste schil van een atoom (valentieschil) bepaalt hoeveel bindingen het kan vormen. Waterstof heeft slechts één elektron in zijn valentieschil.

* Octetregel: Atomen hebben de neiging elektronen te winnen, te verliezen of te delen om een stabiele configuratie van acht valentie-elektronen te bereiken (de octetregel). Waterstof is echter een uitzondering. Het heeft slechts twee elektronen nodig stabiliteit te bereiken.

* Bondvorming: Een enkele binding wordt gevormd wanneer twee atomen één paar elektronen delen. Omdat waterstof slechts één elektron heeft om te delen, kan het slechts één enkele binding vormen.

Daarom kan waterstof alleen enkele bindingen vormen met andere atomen, inclusief koolstof.

Laten we een voorbeeld bekijken:methaan (CH4).

* Koolstof heeft vier valentie-elektronen en kan vier bindingen vormen.

* Waterstof heeft één valentie-elektron en kan één binding vormen.

De vier waterstofatomen vormen elk een enkele binding met het koolstofatoom, wat resulteert in een stabiel methaanmolecuul.

Dubbele en drievoudige bindingen komen voor tussen atomen die meer dan één valentie-elektron moeten delen, zoals zuurstof, stikstof en koolstof zelf.