Organik kimya, yalnızca hidrokarbonları değil aynı zamanda hidrojen de dahil olmak üzere herhangi bir sayıda başka element içeren bileşikleri de içeren karbon içeren bileşiklerin yapısı, özellikleri, bileşimi, reaksiyonları ve hazırlanmasıyla ilgilenen kimyanın dalıdır (çoğu bileşik en az bir karbon-hidrojen bağı), nitrojen, oksijen, halojenler, fosfor, silikon ve kükürt. Kimyanın bu alanı geleneksel olarak canlı organizmalar tarafından üretilen bileşiklerle sınırlıydı ancak plastik gibi insan yapımı maddeleri de kapsayacak şekilde genişletildi. Organik bileşiklerin uygulama aralığı çok geniştir ve diğerlerinin yanı sıra ilaç, kimya, malzeme bilimi ve tarım endüstrilerini içerir.
Karbonun çok yönlülüğü onu organik kimyanın omurgası yapar. Karbon atomları diğer atomlarla dört kovalent bağ oluşturarak çeşitli bileşiklere yol açabilir. Tek bir karbon atomu diğer karbon atomlarıyla bağlanarak zincirler veya halkalar oluşturabilir, böylece organik bir molekülün iskeletini veya çerçevesini oluşturabilir. Bu karbon zincirleri, molekülün özelliklerini ve reaksiyonlarını belirleyen, fonksiyonel gruplar adı verilen diğer elementlerin dahil edilmesiyle değiştirilebilir.
Hidrokarbonlar, yalnızca karbon ve hidrojenden oluşan en basit organik bileşiklerdir. Yapılarına ve karbon-karbon bağlarının türüne göre alkanlar, alkenler, alkinler ve aromatik hidrokarbonlar olarak sınıflandırılırlar.
Fonksiyonel gruplar, bir molekülde bulunan diğer atomlardan bağımsız olarak belirli karakteristik özelliklere sahip olan, moleküller içindeki spesifik atom gruplarıdır. Organik moleküllerin kimyasını ve reaktivitesini anlamanın anahtarıdırlar. Bazı yaygın fonksiyonel gruplar şunları içerir:
İzomerler aynı moleküler formüle sahip ancak farklı yapısal düzenlemelere ve dolayısıyla farklı özelliklere sahip bileşiklerdir. İzomerizm organik kimyada kritik bir kavramdır çünkü aynı atomlara sahip moleküllerin nasıl farklı yapı ve özelliklere sahip olabileceğini açıklar. İki ana izomerizm türü vardır: atomlarının kovalent düzenlemeleri farklı olan yapısal (veya yapısal) izomerler ve aynı kovalent düzenlemelere sahip ancak atomlarının uzaysal düzenlemeleri farklı olan stereoizomerler. Yapısal izomerizmin bir örneği, iki izomere sahip olan bütan \(C 4H {10}\) ile görülebilir: n-bütan ve izobütan. Stereoizomerizm, sol ve sağ el gibi birbirinin ayna görüntüsü olan ve üst üste getirilemeyen enantiyomerleri içerir.
Organik reaksiyonlar, organik bileşikleri içeren kimyasal reaksiyonlardır. Temel organik reaksiyon türleri şunları içerir:
Organik kimya, canlı organizmaların kimyasal yapısını ve süreçlerini anlamanın yanı sıra yeni malzeme ve ilaçların geliştirilmesinde de önemli bir rol oynayan geniş ve büyüleyici bir alandır. Organik moleküllerin yapısı ve reaktivitesi, hidrokarbonlar, fonksiyonel gruplar, izomerizm ve organik reaksiyonlar gibi organik kimyanın temel kavramlarını anlayarak, yaşamın kimyasal temelleri ve yeni bileşiklerin sentezi hakkında bilgi edinilir.
