碳原子(C)是元素週期表中第6號元素，位於第二週期第ⅣA族，原子核內有6個質子，核外有兩個電子層共排布6個電子，核外電子排布式為1s(2)2s(2)2p(2)或簡化為[He]2s(2)2p(2),其中(2)2p(2)層是價電子排布式，所以碳原子核外電子排布圖如圖:

碳的原子結構示意圖如圖所示:常溫下碳的化學性質很穩定，自然界存在的碳單質有金剛石和石墨．

碳原子最外電子層有4個電子，1個碳原子可以跟其他非金屬原子形成4個共價鍵，碳原子之間也可能以共價鍵相結合，形成單鍵雙鍵或三鍵，連線成穩定的長短不一的碳鏈或含碳原子數目不等的碳環，從而導致有機物種類紛繁，數量龐大。

碳原子最外層電子排布為2S22P2，S只有1種，P軌道有2種，共有三種不同的伸展方向。

＂碳原子的外層電子排布是2 s22p2〃是指碳原子外的第二層（L層）電子的s軌道上排列了2個電子，第二層（L層）電子的p軌道上排列了2個電子。

碳原子的電子排布式為：1s2 2s2 2p2。　　其中的2s軌道中填充了2個電子。2s軌道表示它是L層（第二層）上的s亞層（能級）上的軌道。首先，碳原子的電子排布式是1s22s22p2,s能層只有一個球形的軌道，而p能層有三個互相垂直的啞鈴狀軌道，雖然p能層上有兩個電子，但是這兩個電子不是在同一個軌道上，根據泡利定理，能量要保持最低，所以這兩個電子處於這三個軌道上的任意2個，剩餘的那個軌道是空的