La chimie organique est la branche de la chimie qui traite de la structure, des propriétés, de la composition, des réactions et de la préparation des composés contenant du carbone, qui comprennent non seulement des hydrocarbures mais également des composés avec un certain nombre d'autres éléments, y compris l'hydrogène (la plupart des composés contiennent au moins une liaison carbone-hydrogène), l'azote, l'oxygène, les halogènes, le phosphore, le silicium et le soufre. Ce domaine de la chimie était traditionnellement limité aux composés produits par des organismes vivants, mais a été élargi pour inclure les substances fabriquées par l'homme telles que les plastiques. Le domaine d’application des composés organiques est énorme et comprend, entre autres, les industries pharmaceutique, chimique, scientifique des matériaux et agricole.
La polyvalence du carbone en fait l’épine dorsale de la chimie organique. Les atomes de carbone peuvent former quatre liaisons covalentes avec d’autres atomes, conduisant à une gamme diversifiée de composés. Un seul atome de carbone peut se lier à d’autres atomes de carbone pour former des chaînes ou des anneaux, créant ainsi le squelette ou la charpente d’une molécule organique. Ces chaînes carbonées peuvent être modifiées par l’inclusion d’autres éléments appelés groupes fonctionnels, qui déterminent les propriétés et les réactions de la molécule.
Les hydrocarbures sont les composés organiques les plus simples, composés exclusivement de carbone et d'hydrogène. Ils sont classés en alcanes, alcènes, alcynes et hydrocarbures aromatiques en fonction de leur structure et des types de liaisons carbone-carbone.
Les groupes fonctionnels sont des groupes spécifiques d'atomes au sein de molécules qui possèdent certaines propriétés caractéristiques indépendamment des autres atomes présents dans une molécule. Ils sont essentiels à la compréhension de la chimie et de la réactivité des molécules organiques. Certains groupes fonctionnels courants comprennent :
Les isomères sont des composés ayant la même formule moléculaire mais avec des arrangements structurels différents, et donc des propriétés différentes. L'isomérie est un concept essentiel en chimie organique car elle explique comment des molécules comportant les mêmes atomes peuvent avoir des structures et des propriétés différentes. Il existe deux principaux types d'isomérie : les isomères structuraux (ou constitutionnels), qui diffèrent par les arrangements covalents de leurs atomes, et les stéréoisomères, qui ont les mêmes arrangements covalents mais diffèrent par les arrangements spatiaux de leurs atomes. Un exemple d'isomérie structurelle peut être vu avec le butane \(C 4H {10}\) , qui possède deux isomères : le n-butane et l'isobutane. La stéréoisomérie comprend des énantiomères, qui sont des images miroir les uns des autres et ne peuvent pas être superposées, comme les mains gauche et droite.
Les réactions organiques sont des réactions chimiques impliquant des composés organiques. Les principaux types de réactions organiques comprennent :
La chimie organique est un domaine vaste et fascinant qui joue un rôle crucial dans la compréhension de la composition chimique et des processus des organismes vivants ainsi que dans le développement de nouveaux matériaux et produits pharmaceutiques. En comprenant les concepts de base de la chimie organique, tels que la structure et la réactivité des molécules organiques, des hydrocarbures, des groupes fonctionnels, de l'isomérie et des réactions organiques, on acquiert un aperçu des bases chimiques de la vie et de la synthèse de nouveaux composés.
