Прежде чем перейти к нефти и получаемым из нее и угля соединениям, следует сказать несколько слов о том, почему именно углерод образует такое количество соединений — их уже насчитывают более четырех миллионов и каждый год добавляется еще по 50 тысяч.
На это есть несколько причин, но все они связаны с тем, что углерод в своих соединениях практически всегда четырехвалентен. Эта четырехвалентность объясняется тем, что на внешней орбите атома углерода имеются четыре электрона, вращающихся по двум различным траекториям.
Однако электроны согласно принципу наименьшей энергии стремятся занять в соединениях наилучшее пространственное положение, т.е. расположиться в углах тетраэдра. Для этого их траектории должны исказиться. А атомы с такими искаженными электронными траекториями склонны к образованию преимущественных связей с помощью пары электронов (такие связи называют ковалентными или атомными) с положительно или отрицательно заряженными элементами.