尤其是在价电子层，因此使它们化学行为的趋势：所有的碳族元素都有4颗价电子。此外，基态、电中性的碳族元素原子都有 s p 的最外层电子排布。这些元素，尤其是碳和硅，有形成共价键的强烈趋势来达到八个电子。这些元素中的键通常含有轨道杂化，其中没有明显的s和p轨道。对于 单键，一般的结构是四对 sp 电子, 尽管其它结构也存在，像是三对 sp 电子，存在于石墨烯和石墨。双键是碳的特征(乙烯， ...)，其中的π系统通常也一样。随着原子的尺寸增加，失去电子的趋势也随之增加，正如原子序数的增加一样。碳可以形成阴离子