Теорія:

Ковалентний зв'язок — це зв'язок між атомами неметалів, який утворюється за рахунок спільних електронних пар.
Зв'язок між двома атомами, спрямований вздовж прямої, яка сполучає їх ядра і співпадає з віссю симетрії електронних хмар, називається σ — зв'язком. 
  
сигма звязок.jpg
Відстань між центрами сполучених атомів називають довжиною ковалентного зв'язку.
Довжина одинарного зв'язку становить \(0,154\) нм.
При утворенні π — зв'язку утворюються дві спільні ділянки орбіталей, які розміщуються симетрично по різні сторони від лінії сполучення центрів атомів:
 
пи звязок.jpg
  
Простий (одинарний) зв'язок завжди є σ — зв'язком. Подвійний зв'язок між атомами Карбону складається з одного σ — зв'язку і одного π — зв'язку. Потрійний зв'язок між атомами Карбону складається з одного σ — зв'язку та двох π — зв'язків.
  
Довжина подвійного зв'язку дорівнює \(0,134\) нм, потрійного — \(0,120\) нм.
  
σ — зв'язок є міцнішим за π — зв'язок.
  
Гібридизація — процес вирівнювання орбіталей за формою та розміщенням у просторі.
  
Електронна формула атома Карбону — 1s22s22p2. Під час утворення хімічного зв'язку один з 2s електронів переходить на вакантну 2p орбіталь:
 
Карбон звичайна.jpg Карбон збуджена комірка.jpg
 
В утворенні молекули метану у процесі гібридизації беруть участь одна s та три p орбіталі. У результаті утворюються чотири однакові sp3 гібридні орбіталі. Отже у молекулі метану атом Карбону перебуває у стані sp3 гібридизації. sp3 орбіталь має форму об'ємної несиметричної вісімки, одна частина якої сильно витягнута по один бік від ядра атома. У просторі sp3 орбіталі розміщені під кутом 109°28" одна відносно іншої.
 
У молекулі етену між атомами Карбону — подвійний зв'язок (один — σ та один π зв'язок). Атоми Карбону перебувають у стані sp2 гібридизації. У гібридизації беруть участь одна s та дві p орбіталі, внаслідок чого утворюються три гібридні орбіталі, які мають форму несиметричних вісімок, витягнутих з одного боку, і розміщенні в одній площині під кутом 120° одна до одної.
 
Атоми Карбону у молекулі етину перебувають у стані sp гібридизації.