Атом углерода в метане (как и в прочих органических соединениях) находится в возбуждённом состоянии 1S² 2S¹2P³ у него 4 неспаренных электрона и поэтому он проявляет валентность равную 4. В молекулах алканов (метана в том числе) атом углерода находится в состоянии SP³ гибридизации, у него 4 гибридных орбитали, направленные от центра тетраэдра к его вершинам.