Süsiniku elektronskeem on järgmine

C +6| 2) 4)

Kuna süsinikul on väliskihis neli elektroni, siis väliskihile kaheksa elektroni saavutamiseks on süsinikul kaks võimalust. Süsinik liidab neli elektroni ning tekib süsinik oksüdatsiooniastmega -4

C + 4e^– = C^4-

Või süsinik loovutab neli elektroni ning tekib süsinik oksüdatsiooniastmega +4

C – 4e^– = C⁴⁺

Keemilistes ühendites võib süsiniku oksüdatsiooniaste olla vahemikus -4 kuni +4 omades ka kõiki vahepealseid oksüdatsiooniastmeid.

Mõned näited süsiniku ühenditest ning nende oksüdatsiooniastmetest.

Kuna süsinikul on väliskihis neli elektroni, siis saab süsinik moodustada teiste elementidega neli ühist elektronpaari – neli keemilist sidet. Süsinik saab moodustada nii üksiksidet kui ka kordseid sidemeid (vt joonis).

Süsinik-süsinik side on väga püsiv, mistõttu saab süsinik moodustada pikki ahelaid (mitu süsiniku on omavahel sidemetega seotud). Ahelaid võivad olla hargnemata või hargnenud ning sisaldada üksiksidet või kordseid sidemeid.

Süsiniku erilisus seisneb selles, et süsinik võib moodustada väga palju erinevaid ühendeid, üle 10 miljoni erineva ühendi. Süsiniku ühendite paljusus on tingitud sellest, ühendites on väga erinev süsinikuühendite arv ning süsiniku paigutus võib olla väga erinev. Näiteks kofeiini valem on järgmine

Kofeiini valem