碳與碳之間都是透過什麼相結合？

學過高中化學的應該知道：碳是6號元素，最外圍有四個電子，這四個電子的運動軌跡是不一樣的，有一個S電子，運動軌跡是球狀的，還有三個P電子運動軌跡是紡錘狀的，分別沿著X軸，Y軸和Z軸成三維立體運動。

美國化學家泡林首先提出雜化軌道理論：即S電子和三個P電子形成能量等同的四個軌道，以原子核為中心成四面體形狀分佈，和其他元素形成共價鍵，即兩個原子（也都可以是碳原子）分別貢獻出一個軌道形成。

該圖是甲烷分子結構：典型四面體機構，四個白色為氫原子，也可以是四個碳原子，這四個碳原子再和其他原子結合，形成千千萬萬的各色碳物質。

值得注意的是：除了上面這種C-C鍵以“頭對頭”形成的化學鍵除外，還可以把另外兩個化學鍵壓在一起形成一種“肩並肩”的形成方式：

最典型的就是乙烯模型，整個分子成平面狀，注意兩個碳原子之間的兩根化學鍵並不一樣，頭對頭的那根鍵叫西格瑪鍵，肩並肩的叫π鍵。π鍵比西格瑪鍵要弱，並且垂直於分子平面。

如果再把兩個鍵壓在一起，可以形成新的物質：

頭對頭的那個還是西格瑪鍵，但是另外兩個π鍵是互相垂直的（y,z），這種物質叫做乙炔。

乙烷，乙烯，乙炔構成了最簡單的碳碳鍵形成的三種方式。自然界的所有物質無論是最簡單的甲烷，還是人類創造的各種複雜藥物，凡是涉及到碳碳鍵形成的，都是以以上三種方式存在的。

共價鍵結合。

碳元素是一種特殊的結構體，起外層有三個電子，即可以失去帶正電，也可以獲得帶負電。因此，具有金屬及非金屬的雙重性格。

完全的共價鍵是金剛石，由於其結構穩定，具有很高的硬度和強度，是目前人類在自然界發現的最硬的物質。