Karbonatomet kan bruke sine to enkelt okkuperte p-orbitaler til å danne to kovalente bindinger med to hydrogenatomer, hvilket gir singletten metylen CH,den enkleste karbenen. Karbonatomet kan også binde seg til fire hydrogenatomer ved en eksitasjon (eller promotering) av et elektron fra den dobbelt okkuperte 2s orbitalen til den tomme 2p orbitalen, og produserer fire enkelt okkuperte orbitaler.