Valenční sféra uhlíku je následující: 2s2 2p2, takže dva orbitaly p jsou obsazeny jedním elektronem, třetí orbital p je prázdný a na orbitalu s je elektronový pár. V první etapě atom kyslíku vytvoří s uhlíkem obvyklou dvojnou vazbu. Protože kyslík je elektronegativnější, zvýší se tím hustota (a tedy vzájemné odpuzování elektronů) natolik, že kyslík jeden ze svých volných elektronových párů použije na vytvoření vazby s prázdným orbitalem uhlíku. Vzniklá molekula CO je tedy vázána trojnou vazbou , kyslík i uhlík mají po jednom volném páru a atom uhlíku má parciální záporný náboj.
