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El carbono forma enlaces consigo mismo, lo que se conoce como enlaces carbono-carbono, ya que el carbono es tetravalente, lo que le hace tener la posibilidad de formar enlaces con otros átomos de carbono y otros elementos, como por ejemplo el hidrógeno en el caso de los hidrocarburos. Precisamente por la gran facilidad que posee el carbono de enlazarse entre sí formando cadenas, existen tantos tipos diferentes de hidrocarburos.
Los enlaces carbono-carbono, son enlaces de tipo covalente, que tienen lugar entre dos átomos de carbono. Existen enlaces simples, que generalmente son los más comunes, pues se encuentra formado por dos electrones, siendo cada uno de uno de los átomos que participan en el enlace. Los enlaces simples son de tipo sigma (enlace σ), siendo este el más fuerte de los enlaces covalentes, y se encuentran formados por un orbital híbrido de los átomos de carbono del enlace.
Los átomos de carbono al enlazarse también pueden formar enlaces dobles (alquenos), formados por orbitales híbridos sp^2 y dos p, en cambio los enlaces triples (alquinos), formados por un orbital híbrido sp y dos p de cada uno de los átomos.
Como ya se ha mencionado, el carbono posee la característica de poder formar cadenas largas y bastante estables, dicha característica o propiedad recibe el nombre de concatenación.