Le carbone a quatre électrons dans sa coquille de Valence (outershell). Puisque cette coquille d`énergie peut contenir huit électrons, chaque atome de carbone peut partager des électrons avec jusqu`à quatre atomes différents. Le carbone peut se combiner avec d`autres éléments ainsi qu`avec lui-même. Cela permet au carbone de former de nombreux composés différents de taille et de forme variées. La rotation libre autour de la liaison Carbon-2 _ `Carbon-3 permet au butane d`assumer plusieurs orientations ou conformations spatiales différentes. L`anti-conformation place les groupes de méthyle (CH3) sur le carbone-2. C`est la conformation la plus stable du butane. Le monoxyde de carbone est une molécule linéaire montrant un petit moment dipolaire qui est cohérent avec le caractère de triple liaison «partielle» entre les atomes de carbone et d`oxygène. En tant que telle, cette molécule est mieux représentée comme une «structure de résonance» de trois formes primaires: C-= O + C = O C + _ O-Carbon se trouve dans de nombreux composés différents. C`est dans la nourriture que vous mangez, les vêtements que vous portez, les cosmétiques que vous utilisez et l`essence qui alimente votre voiture. En outre, le carbone est un élément très spécial parce qu`il joue un rôle dominant dans la chimie de la vie.

Les modèles englobent un large éventail de degrés de précision et d`ingénierie: certains modèles tels que l`eau de J.D. Bernal sont conceptuels, tandis que les macromodelles de Pauling et de Crick et de Watson ont été créées avec beaucoup plus de précision. Lorsque la concentration d`oxygène est faible, le monoxyde de carbone se forme de préférence au dioxyde de carbone. Le monoxyde de carbone est un matériau de départ significatif pour de nombreux procédés synthétiques commerciaux. Historiquement, le passage de l`eau au-dessus du coke chauffé produisait un mélange d`hydrogène et de monoxyde de carbone appelé «gaz d`eau». (H2O + C = > H2 + CO), un combustible commercial. Orbitales moléculaires de même que les électrons de Valence des atomes occupent des orbitales atomiques (AO), les paires d`électrons partagées d`atomes façon covalente collés peuvent être considérés comme des orbitales moléculaires d`occupation (Mo). Il est commode d`approximer des orbitales moléculaires en combinant ou en mélangeant deux ou plusieurs orbitales atomiques. En général, ce mélange de n orbitales atomiques génère toujours n orbitales moléculaires. La molécule d`hydrogène fournit un exemple simple de formation de MO. Dans le diagramme suivant, deux orbitales atomiques 1s se combinent pour donner une orbitale moléculaire Sigma (σ) (basse énergie) et un deuxième MO d`énergie plus élevé appelé orbitale anticollage. Le MO de collage est occupé par deux électrons de spin opposé, le résultat étant une liaison covalente.

Butane (C2H10) dans la conformation éclipsée. Si vous faites pivoter l`anti-conformation autour de l`axe de la liaison Carbon-2 _ `Carbon-3, il y a une conformation où les groupes méthyliques adjacents deviennent proches les uns des autres. C`est ce qu`on appelle la position éclipsée. Cette position exige le plus d`énergie à entretenir. Le carbone seul forme les substances familières graphite et diamant. Les deux sont faits uniquement d`atomes de carbone. Le graphite est très doux et glissant. Le diamant est la substance la plus dure connue de l`homme.

Si les deux sont faits seulement de carbone ce qui leur donne des propriétés différentes? La réponse réside dans la façon dont les atomes de carbone forment des liens les uns avec les autres. Les modèles moléculaires ont inspiré les graphiques moléculaires, d`abord dans les manuels et les Articles de recherche et plus récemment sur les ordinateurs. Les graphismes moléculaires ont remplacé certaines fonctions des modèles moléculaires physiques, mais les kits physiques continuent d`être très populaires et sont vendus en grand nombre. Leurs atouts uniques sont: le dioxyde de carbone (CO2) est un gaz qui moyenne ~ 380 ppm par volume dans l`atmosphère terrestre. Il est produit par la respiration biologique, la combustion de combustibles fossiles, et des événements géothermiques tels que les volcans, les sources thermales et les aérations thermiques océaniques. C`est l`une des grandes gaz impliquées dans l`effet de serre. Comme un dioxyde de carbone solide («glace carbonique») sublime (convertit directement de l`état solide à gazeux) au-dessus de-78 oC. Distinguer les atomes de carbone lors de l`examen des formules structurelles, il est souvent utile de distinguer différents groupes d`atomes de carbone par leurs caractéristiques structurelles.