Органическая химия — химия соединений углерода, за исключением его простых соединений (углекислого и угарного газов, угольной кислоты и ее солей). Углерод — уникальный элемент, способный образовать множество органических и неорганических веществ.

Органических соединений известно более 100 миллионов, что включает от 16 до 40 миллионов изученных веществ (по данным CAS), а также более 70 миллионов белковых структур. Разнообразие веществ поддерживается за счет "органического синтеза" — химические реакции, направленные на получение веществ в лабораторных или промышленных условиях.

Электронное строение углерода

Углерод — элемент IV группы главной подгруппы Периодической системы. В его электронной оболочке 6 электронов, из которых валентными электронами являются 4 электрона (Е.0.1):

За счет четырех валентных электронов у углерода в органических соединениях постоянная валентность равная IV. Углерод образует четыре ковалентные связи. Например, простейший представитель алканов - метан - состоит из одного атома углерода и четырех атомов водорода (0.2):

Второй представитель класса алканов — этан — состоит из двух атомов углерода и шести атомов водорода (0.3):

Запись молекул органических веществ

Главная особенность углерода и первая причина многообразия органических соединений заключается в образовании цепочечных структур, т.е. атомы углерода могут почти до бесконечности соединяться друг с другом в составе молекул (0.4):

При чем связи между атомами углерода не обязательно могут быть одинарными:

Виды связей	Структурный фрагмент	Длина связи, Å	Энергия связи, кДж/моль
Одинарная	С–С	1,54	348
Двойная	С=С	1,34	612
Тройная	С≡С	1,20	838

Несколько утверждений, которые подтверждаются данными таблицы:
1) чем больше связей между атомами углерода, тем прочнее связь;
2) чем меньше связей между атомами углерода, тем длиннее связь.

Примеры соединений с двойными и тройными связями (0.5):

Вторая причина многообразия органических соединений заключается в существовании линейных и разветвленных органических молекул (0.6):