Строение электронной оболочки атома углерода 1s22s22р2. У атома углерода четыре валентных электрона, из них только два неспаренных электрона на 2р-орбиталях.

Однако на второй электронной оболочке есть еще свободная 2р-орбиталь, на которую может перейти один из электронов с 2s-орбитали. При этом у атома углерода становится четыре неспаренных электрона:

Таким образом, атом углерода может образовывать четыре ковалентные связи, причем происходит гибридизация орбиталей: образуются четыре абсолютно одинаковые орбитали, каждая из которых имеет форму вытянутой восьмерки, направленной к вершинам тетраэдра.
ЧИ́СТОЕ ВЕЩЕСТВО́ (идеально чистое вещество) , простое или сложное вещество, обладающее только одному ему присущим комплексом постоянных свойств, которые обусловлены определенным набором атомов и молекул. К числу таких свойств относится требование химической (отсутствие посторонних атомов) чистоты и физического (отсутствие структурных дефектов) совершенства. В отдельных случаях оно может быть дополнено требованием изотопической чистоты, предусматривающей отсутствие в чистом веществе примесей его изотопов, продукты распада которых могут менять желательные свойства. Требования физического совершенства могут быть дополнены требованиями кристаллохимической чистоты, выражающимися в отсутствии в чистом веществе полиморфных фаз. Понятие идеально чистое вещество имеет такой же абстрактный характер, как, например, абсолютный нуль температуры или идеальный газ, и получить идеально чистое вещество также невозможно. Причиной этого являются ограничения кинетического и термодинамического характера. Первое проявляется в том, что скорость очистки веществ от примеси прямо пропорциональна концентрации и падает по мере ее уменьшения. Поэтому чем более высокой степени чистоты требуется получить вещество, тем с большими затратами энергии и времени это будет связано, т. е. снизить содержание примеси в 10 раз с 1 до 0,1%(по массе) можно намного дешевле и быстрее, чем также в 10 раз, но с 10-4 до 10-5%(по массе) . Снижение на один порядок содержания той или иной примеси, начиная с 10-3%(по массе) , требует применения специальных методов очистки. Сохранить первоначальную чистоту трудно из-за второго ограничения, так как процесс загрязнения вещества, т. е. разупорядочения системы, протекает самопроизвольно: получить абсолютно чистое вещество невозможно. Чистота реально существующих чистых веществ носит относительный характер. Ее оценивают по содержанию в веществе посторонних примесей. Число их может быть достаточно велико. Так в относительно чистом фосфиде галлия, с суммарной концентрацией примеси 10-5%(по массе) масс-спектральным методом анализа было обнаружено 72 примеси. При увеличении чувствительности анализа количество обнаруженных в чистом веществе примесей, соответственно, возрастает. Особо чистые вещества используют в основном для специальных целей – при производстве полупроводниковых материалов и приборов, в радио- и квантовой электронике. По существующему в России положению для реактивов установлены квалификации "чистый" (Ч) , "чистый для анализа" (ЧДА.) , "химически чистый" (ХЧ) и "особо чистый" (ОСЧ.) , последняя иногда делится на несколько марок.

Однако на второй электронной оболочке есть еще свободная 2р-орбиталь, на которую может перейти один из электронов с 2s-орбитали. При этом у атома углерода становится четыре неспаренных электрона:

Таким образом, атом углерода может образовывать четыре ковалентные связи, причем происходит гибридизация орбиталей: образуются четыре абсолютно одинаковые орбитали, каждая из которых имеет форму вытянутой восьмерки, направленной к вершинам тетраэдра.