Строение электронной оболочки атома углерода 1s22s22р2. У атома углерода четыре валентных электрона, из них только два неспаренных электрона на 2р-орбиталях.

Однако на второй электронной оболочке есть еще свободная 2р-орбиталь, на которую может перейти один из электронов с 2s-орбитали. При этом у атома углерода становится четыре неспаренных электрона:

Таким образом, атом углерода может образовывать четыре ковалентные связи, причем происходит гибридизация орбиталей: образуются четыре абсолютно одинаковые орбитали, каждая из которых имеет форму вытянутой восьмерки, направленной к вершинам тетраэдра.