شیمی آلی شاخه‌ای از شیمی است که به ساختار، خواص، ترکیب، واکنش‌ها و تهیه ترکیبات حاوی کربن می‌پردازد که نه تنها شامل هیدروکربن‌ها، بلکه ترکیباتی با هر تعداد عنصر دیگر از جمله هیدروژن است (بیشتر ترکیبات حداقل حاوی یک پیوند کربن-هیدروژن)، نیتروژن، اکسیژن، هالوژن، فسفر، سیلیکون و گوگرد. این رشته از شیمی به طور سنتی محدود به ترکیبات تولید شده توسط موجودات زنده بود، اما به مواد ساخته شده توسط انسان مانند پلاستیک گسترش یافته است. دامنه کاربرد ترکیبات آلی بسیار زیاد است و شامل صنایع دارویی، شیمیایی، علم مواد و کشاورزی و غیره می شود.
تطبیق پذیری کربن آن را به ستون فقرات شیمی آلی تبدیل می کند. اتم‌های کربن می‌توانند چهار پیوند کووالانسی با اتم‌های دیگر ایجاد کنند که منجر به مجموعه‌ای متنوع از ترکیبات می‌شود. یک اتم کربن منفرد می تواند با سایر اتم های کربن پیوند برقرار کند و زنجیره ها یا حلقه ها را تشکیل دهد، بنابراین اسکلت یا چارچوب یک مولکول آلی را ایجاد می کند. این زنجیره‌های کربنی را می‌توان با گنجاندن عناصر دیگری به نام گروه‌های عاملی که خواص و واکنش‌های مولکول را تعیین می‌کنند، اصلاح کرد.
هیدروکربن ها ساده ترین ترکیبات آلی هستند که منحصراً از کربن و هیدروژن تشکیل شده اند. آنها بر اساس ساختار و انواع پیوندهای کربن-کربن به آلکان ها، آلکن ها، آلکین ها و هیدروکربن های آروماتیک دسته بندی می شوند.
گروه‌های عاملی گروه‌های خاصی از اتم‌های درون مولکول‌ها هستند که بدون توجه به سایر اتم‌های موجود در یک مولکول، ویژگی‌های مشخصه خاصی دارند. آنها برای درک شیمی و واکنش پذیری مولکول های آلی کلیدی هستند. برخی از گروه های عملکردی رایج عبارتند از:
ایزومرها ترکیباتی با فرمول مولکولی یکسان اما با آرایش ساختاری متفاوت و در نتیجه خواص متفاوت هستند. ایزومریسم یک مفهوم مهم در شیمی آلی است زیرا توضیح می دهد که چگونه مولکول هایی با اتم های یکسان می توانند ساختارها و خواص متفاوتی داشته باشند. دو نوع اصلی ایزومر وجود دارد: ایزومرهای ساختاری (یا ساختاری) که در آرایش کووالانسی اتم هایشان متفاوت است و ایزومرهای استریوئیزومر که آرایش کووالانسی یکسانی دارند اما در آرایش فضایی اتم هایشان متفاوت است. نمونه ای از ایزومری ساختاری را می توان با بوتان \(C 4H {10}\) مشاهده کرد که دارای دو ایزومر است: n-بوتان و ایزوبوتان. استریوازومریسم شامل انانتیومرها می شود که تصاویر آینه ای از یکدیگر هستند و نمی توانند مانند دست چپ و راست روی هم قرار گیرند.
واکنش های آلی واکنش های شیمیایی شامل ترکیبات آلی هستند. انواع اساسی واکنش های آلی عبارتند از:
شیمی آلی حوزه وسیع و جذابی است که نقش مهمی در درک ترکیبات شیمیایی و فرآیندهای موجودات زنده و همچنین در توسعه مواد و داروسازی های جدید ایفا می کند. با درک مفاهیم اساسی شیمی آلی، مانند ساختار و واکنش پذیری مولکول های آلی، هیدروکربن ها، گروه های عاملی، ایزومریسم، و واکنش های آلی، بینشی در مورد اساس شیمیایی زندگی و سنتز ترکیبات جدید به دست می آید.
