有机物中
碳元素的化合价
1.碳元素的四价规则
（1）碳原子的最外层上的电子数目为4，最多有四次成键的机会。
（2）有机物中的碳原子能且只能成键4次。
2.碳元素成键时电子云的重叠方式（头碰头—σ键、肩并肩—л键）
（1）σ键——电子云头碰头重叠，重叠程度大，可绕键轴旋转。稳定，能发生取代。
（2）л键——电子云肩并肩重叠，重叠程度小，不能旋转。易断裂，易发生加成反应、加聚反应、聚合反应。
3.有机物中碳原子的成键类型（单键、双键、叁键）
（1）单键——就是一个σ键。常见的有：C-H、C-O、C-C、C-X
（2）双键——一个σ键和一个л键，л键易断裂，能发生加成反应和加聚反应。常见的有：C=C、C=O
（3）叁键——一个σ键和二个л键，л键易断裂，但比一个л键牢固些，能发生加成反应和聚合反应。常见的有：C≡C、C≡N
碳原子一般是四价的，这就需要4个单电子，但是其基态只有2个单电子，所以成键时总是要进行杂化。最常见的杂化方式是sp3杂化，4个价电子被充分利用，平均分布在4个轨道里，属于等性杂化。这种结构完全对称，成键以后是稳定的σ键，而且没有孤电子对的排斥，非常稳定。
金刚石中所有碳原子都是这种以此种杂化方式成键。烷烃的碳原子也属于此类。
根据需要，碳原子也可以进行sp2或sp杂化。这两种方式出现在成重键的情况下，未经杂化的p轨道垂直于杂化轨道，与邻原子的p轨道成π键。烯烃中与双键相连的碳原子为sp 2杂化。
由于sp2杂化可以使原子共面，当出现多个双键时，垂直于分子平面的所有p轨道就有可能互相重叠形成共轭体系。苯是最典型的共轭体系，它已经失去了双键的一些性质。石墨中所有的碳原子都处于一个大的共轭体系中，每一个片层有一个。
化合物
碳的化合物中，只有以下化合物属于无机物：
碳的氧化物、硫化物：
一氧化碳(CO)、
二氧化碳(CO2)、
二硫化碳(CS2)、碳酸盐、碳酸氢盐、氰一系列拟卤素及其拟卤化物、拟卤酸盐：氰(CN)2、氧氰，硫氰。
其它含碳化合物都是有机化合物。由于碳原子形成的键都比较稳定，有机化合物中碳的个数、排列以及取代基的种类、位置都具有高度的随意性，因此造成了有机物数量极其繁多这一现象，目前人类发现的化合物中有机物占绝大多数。有机物的性质与无机物大不相同，它们一般可燃、不易溶于水，反应机理复杂，现已形成一门独立的分科 有机化学。
碳元素的化合价
C—X中C为+1价，C—O中C为+1价，C—N中C为+1价，C=O中C为+2价，C≡N中C为+3价。
碳原子与碳原子相结合时均为0价，C—C、C=C、C≡C中全为0价。
根据有机物的分子结构确定C元素的化合价。