Почему элемент углерод в органических соединениях образует четыре связи, в то время как на его внешнем энергетическом уровне имеется только два неспаренных электрона?

Химический элемент есть вид атомов, характеризующийся одинаковым зарядом ядра.

В результате сочетания одноатомных молекул образуется простое вещество, которое является формой существования химического элемента в свободном состоянии. Сочетание разных атомов дает сложное вещество, т. е. химическое соединение.

Многие химические элементы образуют не одно, а несколько простых веществ. Такое явление называется аллотропией, а каждое из этих простых веществ - аллотропным видоизменением (модификацией) данного вещества.

Существование аллотропных видоизменений обусловлено неодинаковой кристаллической структурой простых веществ или различным числом атомов, входящих в состав молекул отдельных аллотропных форм.

Аллотропия наблюдается у углерода, кислорода, серы, фосфора и ряда других элементов. Так графит и алмаз - аллотропные видоизменения химического элемента углерода. При сгорании каждого из этих веществ образуется диоксид углерода (CO2). Это подтверждает то, что графит и алмаз состоят из одинаковых атомов - атомов химического элемента углерода.

Для серы известны 3 аллотропных модификации: ромбическая, моноклинная и пластическая (некристаллическая форма). Все они состоят из атомов серы и при их сгорании в кислороде образуется одно и то же вещество - сернистый газ (SO2). Фосфор образует 3 аллотропные модификации - белый, красный и черный фосфор. Продуктом их сгорания является гемипентаоксид фосфора (Р2О5).

Аллотропные видоизменения химического элемента различаются физическими свойствами и химической активностью. Так белый фосфор светится в темноте, очень ядовит, воспламеняется на воздухе, легко вступает в химические реакции с другими элементами. Красный фосфор, напротив, не светится, не ядовит, не воспламеняется на воздухе, в химические реакции вступает при более высоких температурах, чем белый.

красный фосфор - имеет сложную структуру, с красно-коричневатыми оттенками, не воспламенятеся на воздухе, может воспламениться при трении или ударе, нерастворим в бензоле, сероуглероде, воде. малоядовит

черный фосфор - имеет вид черных блестящих кристаллов, жирный на ощупь, не растворим в воде и органических растворителях, является полупроводником, не самовоспламеняется.

белый (желтый) фосфор - вещество светло-желтого отттенка, очень ядовито, плохо  растворяется в воде (лишь при температуре более 500С), самовоспламенятется и легко окисляется на воздухе, хранится для предотвращения от самовозгорания под слоем воды или раствора хлорида кальция