Organiska föreningar är kemikalier vars molekyler innehåller kol. Det finns ingen allmänt accepterad, mer exakt definition av ”organisk”, vilket gör det svårare att definiera egenskaperna hos organiska föreningar. Idag hänvisar ”organiska föreningar” oftast till föreningar som innehåller betydande mängder kol, även om de kan definieras mer löst för att inkludera alla molekyler som innehåller kol eller mer strikt för att endast inkludera molekyler som innehåller kol-kol eller kol-vätebindningar.
Den organisk-oorganiska distinktionen är något godtycklig och är till stor del härledd från en teori som kallas vitalism, som hävdade att de biokemiska processerna hos levande varelser involverar en extra energi eller kraft som inte finns i kemiska processer som sker i icke-levande materia. Detta antydde tanken att de ämnen som är involverade i levande varelsers biologi därför skiljer sig från andra ämnen på ett sätt som går utöver deras fysiska och kemiska egenskaper och utgör en speciell kategori som skiljer sig från andra ämnen. Vitalism är inte längre en allmänt accepterad teori, och modern biokemi förklarar biologiska processer och egenskaper hos organiska föreningar enligt samma fysikaliska lagar som styr andra kemiska reaktioner, men kategorin ”organisk” är fortfarande i bruk, även om termen idag även omfattar en antal föreningar som inte förekommer i levande varelser.
Det finns ett stort antal olika organiska föreningar med olika egenskaper, som delas in i mindre underklasser baserat på deras sammansättning eller sammansättningen av deras funktionella grupper och tenderar att ha liknande egenskaper. Vissa ekologiska kategorier har intressanta egenskaper som människor ofta möter i sitt dagliga liv. Kolväten, en kategori som inkluderar grupper av molekyler som kallas alkaner, alkener och arener enligt deras struktur, består helt av väte och kol och frigör en hel del energi vid förbränning, vilket gör kolväten som propan, butan och oktan värdefulla bränslekällor. En annan typ av organiska molekyler, som kallas estrar, utgör vegetabiliska och animaliska oljor och fetter.
En av de viktiga egenskaperna hos organiska föreningar är närvaron av strukturella enheter som kallas funktionella grupper. Dessa är grupper av atomer inom en molekyl som är förenade med resten av molekylen genom en kovalent bindning mellan en atom i den funktionella gruppen och en kolatom i molekylens huvudkropp. En organisk molekyl kan ha många funktionella grupper, och dessa är till stor del ansvariga för de kemiska egenskaperna hos molekylen som helhet, eftersom en given funktionell grupp kommer att bete sig på ungefär samma sätt oavsett sammansättningen av den större molekylen den är fäst vid. till. Organiska molekyler klassificeras och namnges ofta efter arten av deras funktionella grupper.
Molekyler som är organiska varierar mycket i storlek. En av de viktiga egenskaperna hos organiska föreningar som gör dem så viktiga inom biologin kommer från det faktum att kolatomer kan binda till varandra för att bilda kedjor av kolatomer i en rad eller slinga, med ytterligare atomer bundna till några av kolatomerna. Många identiska kopior av individuella strukturella enheter som kallas monomerer, som består av en rad kolatomer kopplade samman med andra atomer som kallas sidogrupper fästa, kan kopplas samman för att bilda långa upprepade kedjor som kallas polymerer.
Organiska föreningar är inte unika i sin förmåga att göra detta, men kol är särskilt väl lämpat för det. En enda organisk polymermolekyl kan ha hundratals upprepade strukturella enheter, och mer komplexa polymerer kan ha separata grenar som delas av från den centrala kedjan och bildar kemiska bindningar med andra polymerkedjor för att skapa en enda molekyl. Vissa organiska föreningar är gjorda av stora strukturer som kallas makromolekyler.