Como o carbono possui quatro elétrons de valência, ele pode formar ligações covalentes com quatro outros átomos ao mesmo tempo. É por isso que ele é chamado de tetravalente. O prefixo tetra tem origem grega e quer dizer quatro; valente é uma palavra latina que indica capacidade. Os átomos de carbono formam ligações fortes com o hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, enxofre e halogênios, bem como com outros átomos de carbono. Além disso, quando quatro ou mais átomos de carbono ocorrem numa única molécula de hidrocarboneto, os átomos de carbono podem todos se manter numa única cadeia, onde cada um dos átomos de carbono estão ligados a dois outros (exceto os carbonos das pontas) ou os átomos de carbono podem formar uma seqüência ramificada, assim como um galho possui ramificações. A seqüência reta de carbonos é denominada de seqüência linear ou cadeia reta.

pentano (C5H12)

hexano (C6H14)

metilbutano (C5H12)

dimetilpropano (C5H12)

2,3-dimetilbutano (C6H14)

Os átomos de carbono possuem habilidade de:

• ligar-se a quatro outros átomos simultaneamente;
• formar ligações fortes com átomos de outros elementos;
• formar moléculas contendo muitas e variadas ramificações, bem como moléculas compostas de longas e séries não ramificadas de carbono.

A fim de dar um pouco mais de ordem a esse grande número de compostos de carbono, os químicos os organizaram em famílias, cada qual consistindo de compostos com estruturas moleculares e propriedades similares. Uma das maiores é a família dos hidrocarbonetos que são compostos contendo átomos de apenas dois elementos: hidrogênio e carbono. Também aqui achamos conveniente organizar um pouco mais a grande família dos hidrocarbonetos em quatro famílias menores:

• os alcanos - hidrocarbonetos de cadeia aberta que apresentam apenas ligações simples em sua estrutura;
• os alcenos - hidrocarbonetos de cadeia aberta com ligações duplas;
• os alcinos - hidrocarbonetos de cadeia aberta com ligações triplas;
• os hidrocarbonetos aromáticos - será visto com mais detalhes oportunamente.

Quatro pares de elétrons compartilhados ligam os quatro hidrogênios do metano ao carbono. A molécula do metano tem geometria tetraédrica, ou seja, desenhando linhas retas de cada hidrogênio aos três hidrogênios vizinhos temos um tetraedro, figura geométrica regular composta de quatro triângulos equiláteros unidos através de seus lados. O átomo de carbono se encontra no centro do tetraedro e os quatro hidrogênios nos seus vértices.
 

metano (CH4)

etano (C2H6)

propano (C3H8)