ทำไมต้องเป็นคาร์บอน

เคมีอินทรีย์คือเคมีของสารประกอบคาร์บอน และคาร์บอนก็มีศาสตร์ทั้งสาขาเป็นของตัวเองด้วยเหตุผลสองประการ

ประการแรก คาร์บอนสร้างพันธะได้ สี่ พันธะ ไนโตรเจนสร้างได้สามพันธะ ออกซิเจนสร้างได้สองพันธะ — ตำแหน่งการสร้างพันธะที่มีอยู่ทั่วไปสี่ตำแหน่งของคาร์บอนทำให้เกิดสายโซ่และการแตกแขนงได้มากมาย ธาตุอื่นก็สร้างสายโซ่ได้เช่นกัน แต่มีรูปแบบการสร้างพันธะที่แตกต่างกัน

ประการที่สอง พันธะคาร์บอน–คาร์บอนมีความแข็งแรงและเสถียร ซิลิกอนอยู่ใต้คาร์บอนโดยตรงในตารางธาตุ และสร้างพันธะได้สี่พันธะเช่นกัน แต่โดยทั่วไปพันธะ Si–Si อ่อนกว่าพันธะ C–C สายโซ่ซิลิกอน (พอลิไซเลน) มีอยู่จริง แต่มีความเสถียรและเกิดปฏิกิริยาแตกต่างกัน ทั้งสายโซ่คาร์บอนและซิลิกอนไม่ได้คงทนจนทำลายไม่ได้

สังเกตว่ารุ่นจำลองนี้ทำสิ่งที่ภาพวาดทำไม่ได้ บนกระดาษ มีเทนมักวาดเป็นรูปกากบาท โดยมีมุม 90° ซึ่งไม่มีอยู่จริง ในสามมิติ ไฮโดรเจนทั้งสี่อะตอมจะผลักกันให้อยู่ห่างกันมากที่สุด จึงทำมุม 109.5° ซึ่งเป็นมุมทรงสี่หน้าในอุดมคติ แต่มุมพันธะ sp³ จริงอาจแตกต่างกันได้ เนื่องจากหมู่แทนที่และข้อจำกัดของวงแหวน