miniatura|Representació dels orbitals electrònics del metà. La hibridació dels orbitals electrònics del carboni permet la química del carboni La química orgànica o química del carboni és una subdisciplina dins la química que tracta de l'estudi científic de l'estructura, propietats, composició, reaccions, i preparacions (per síntesi orgànica o per altres mitjans) de compostos basats en el carboni, hidrocarburs i els seus derivats. Els objectius fonamentals de la química orgànica també són l'elucidació de l'estructura molecular (anàlisi estructural), l'estudi de les propietats específiques i relacions generals entre els composts, els mecanismes de reacció i l'estereoquímica.
Els compostos orgànics poden contenir altres elements, incloent-hi hidrogen, nitrogen, oxigen, els halògens (fluor, clor, brom, iode) com també el bor, el silici, el fòsfor, el sofre; més rarament, liti, sodi, magnesi, coure, titani, potassi, ferro, cobalt, zinc i plom. Aquesta darrera química s'anomena organometàl·lica.Robert T. Morrison, Robert N. Boyd, and Robert K. Boyd, Organic Chemistry, 6a edició (Benjamin Cummings, 1992, ) - this is "Morrison and Boyd", a classic textbookJohn D. Roberts, Marjorie C. Caserio, Basic Principles of Organic Chemistry,(W. A. Benjamin, Inc.,1964) - another classic textbookRichard F. and Sally J. Daley, Organic Chemistry, Online organic chemistry textbook. Ochem4free.info
Els compostos orgànics són diversos estructuralment. El rang d'aplicació dels compostos orgànics és enorme. Formen la base de (o són constituents importants de) molts productes, incloent-hi els plàstics, drogues, petroquímics, aliments, explosius i pintures. Formen la base de tots els processos de la vida a la Terra (que està basada en el carboni) amb molt poques excepcions. miniatura|esquerra|La desoxiribosa, una molècula orgànica
El concepte de química orgànica El concepte de química orgànica és controvertit.
L'etimologia de la paraula orgànica prové dorganon, dels éssers vius que tenen òrgans i que estan “organitzats”, en oposició a “inorgànic”, que seria el qualificatiu assignat a tot el que manca de vida, organització o estructuració.
La línia que divideix les molècules orgàniques de les inorgàniques ha originat polèmiques i històricament ha estat arbitrària. Així, l'àcid carbònic, H₂CO₃, és inorgànic, mentre que l'àcid fòrmic o àcid metanoic, HCOOH, l'àcid carboxílic d'un sol carboni, es considera orgànic. El diòxid de carboni, CO₂, i el monòxid de carboni, CO, són compostos inorgànics. Per tant, totes les molècules orgàniques contenen carboni, però no totes les molècules que contenen carboni són molècules orgàniques.
La primera definició de la química orgànica per Nicolas Lémery en el seu llibre Cours de chymie publicat el 1690, va ser deguda a la concepció errònia segons la qual els compostos orgànics serien els únics que entren en joc en les processos de la vida. Tanmateix, les molècules orgàniques poden ser produïdes per processos en què no intervenen els éssers vius, i els éssers vius depenen també de la química inorgànica. Per exemple, nombrosos enzims necessiten metalls de transició com el ferro o el coure per a poder ser actius; i materials com les conquilles, les dents o els ossos estan constituïts en part per compostos orgànics i en part per compostos inorgànics.
El terme química orgànica no va aparèixer, però, fins a l'any 1807 sota el guiatge de Jöns Jacob Berzelius.(en anglès) Carbon Chemistry: The Breakdown of Vitalism L'adjectiu orgànica va estar inicialment lligat al fet que aquesta branca de la química estudiava compostos més o menys complexos extrets dels organismes vius, vegetals o animals i del seu metabòlit. Aquesta definició va ser abandonada a favor de l'exposada l'any 1828 per Friedrich Wöhler quan va aconseguir la síntesi de la urea.
A principis del , els químics van descobrir que els éssers vius, tant animals com vegetals, estaven constituïts per molts compostos químics que no eren del regne mineral. Es creia que la vida utilitzava una química pròpia i que els compostos obtinguts dels organismes vius eren massa complexos per a poder ser sintetitzats, però, l'any 1826, el químic alemany Friederich Wöhler va aconseguir preparar, a partir de les substàncies minerals i mitjançant procediments de laboratori, la urea. Aquesta substància orgànica és present en l'orina dels animals i, per tant, és un producte genuïnament orgànic. Després d'aquest descobriment transcendental, es van obtenir altres compostos orgànics a partir de substàncies minerals. Avui dia, es denomina química del carboni la part de la química que estudia els compostos del carboni, tant si s'han obtingut a partir dels éssers vius com si s'han preparat artificialment. La part de la química que estudia els elements i els compostos que no pertanyen a la química del carboni rep el nom de química inorgànica.
El 1861, August Kekulè identificà la química orgànica com "l'estudi dels compostos de carboni".
La tasca de presentar la química orgànica de manera sistemàtica i global es va fer mitjançant un manual del químic alemany Friedrich Konrad Beilstein (1838-1906). El seu Handbuch der organischen Chemie (Manual de química orgànica) va començar-se a publicar a Hamburg el 1880 i constava de dos volums que recollien informació d'uns 15.000 compostos orgànics coneguts. Quan la Deutsche chemische Gesellschaft (Societat Alemanya de Química) tractà d'elaborar-ne la quarta reedició, a la segona dècada del , la xifra de compostos orgànics s'havia multiplicat per 10. Van ser-ne necessaris 37 volums per a l'edició bàsica, que aparegueren entre 1916 i 1937. Actualment, la citada informació està disponible en internet.
Bioquímica Encara que hi ha una superposició amb la bioquímica, aquesta darrera s'interessa específicament per les molècules elaborades pels organismes vius. La matèria orgànica i els compostos orgànics són el nucli d'aquestes disciplines. Se'ls designa amb el terme de substàncies orgàniques, que poden ser tant les macromolècules com les proteïnes. La bioquímica és una subdisciplina de la química que va començar al ; estudia la química dels organismes vius, les seves estructures i interaccions in vitro i dins dels sistemes vivents. Ha obert un nou capítol en la química orgànica amb grans perspectives, i se centra en compostos que contenen carboni.
Objectius Quant als objectius de la química orgànica, hom pot parlar: de lelucidació estructural, la qual, fent ús de les tècniques analítiques de separació, dels mètodes de purificació i dels mètodes químics instrumentals de reconeixement i identificació, aconsegueix l'establiment d'una fórmula molecular tridimensional per al compost estudiat. miniatura|600px|Mecanisme de la reacció de Reformatsky El coneixement estructural complet dels composts permet de dur a terme, com a pas següent, la realització de llurs síntesis, la qual exigeix un coneixement al més perfecte possible dels aspectes dinàmics de la química orgànica, és a dir, de les reaccions químiques. Aquest coneixement es concreta en les dades cinètiques i termodinàmiques que porten a la determinació del mecanisme de reacció, i en dades complementàries, però de gran importància, com les implicacions estereoquímiques dels processos i les relacions d'analogia que hom pugui establir amb processos similars ben estudiats. Aquesta branca de la química és la que inclou més varietat de compostos i ha continuat aportant substàncies que s'utilitzen en una gran varietat de camps.
Història de la química orgànica miniatura|Friedrich Wöehler miniatura|Marcellin Pierre Eugène Berthelot miniatura|Friederich August Kekulé miniatura|Jacobus Henricus van't Hoff Els éssers humans han emprat els compostos orgànics i les seves reaccions durant milers d'anys. El primer experiment conscient amb una reacció orgànica data, probablement, des del moment en què es descobrí el foc. Els antics egipcis utilitzaven els compostos orgànics (indi i alitzarina) per a tenyir teles. La famosa porpra reial emprada pels fenicis també era una substància orgànica obtinguda de certs mol·luscs. La fermentació del raïm per a produir etanol, l'esperit de vi, i les característiques àcides del vinagre (vi agre) es descriuen en la Bíblia i ben probablement es coneixien des de temps enrere.
Síntesi de la urea miniatura|Síntesi de la urea La ciència de la química orgànica, com a tal, té menys de dos segles d'existència. La majoria d'historiadors en fixen l'origen en la primera part del . Abans del 1850, el químics pensaven que hi havia quelcom que diferenciava els compostos orgànics i que no permetia que aquests es preparassin sinó a partir d'organismes vius. Tots els compostos orgànics que es coneixien abans del 1828 s'havien obtingut d'organismes vius i, per aquesta raó, es creia que existia una “força vital” indispensable per a la seva formació (seguint els corrents del vitalisme). Durant la dècada de 1780, s'establí per primera vegada la diferència entre compostos orgànics (obtinguts d'organismes vius) i compostos inorgànics (derivats de fonts no vivents). De 1828 a 1850, se sintetitzaren diversos compostos orgànics d'altres típicament inorgànics. Cap a 1816, Michel Chevreul començà a estudiar el sabons fets de diversos greixos i àlcalis. Separà els diversos àcids que en combinació amb els àlcalis produeixen el sabó. Com que tots aquests eren compostos individuals, demostrà que era possible fer un canvi químic en diversos greixos (els quals tradicionalment provenien de fonts orgàniques), produint nous compostos sense la "força vital ". La primera d'aquestes síntesis, la realitzà el químic alemany Friedrich Wöhler el 1828. Wöhler descobrí que el compost orgànic urea (un component present abundantment a l'orina) podia preparar-se escalfant el compost inorgànic cianat d'amoni.Reacció de metàtesi del cianat d'amoni (NH₄CNO), en la que actualment s'anomena Síntesi de Wöhler., obtinguda al seu torn per la reacció entre cianat de plata i clorur d'amoni, o entre cianat de plom i amoníac aquós. Això conduí a la desaparició de les idees vitalistes, però de forma lenta, i no foren obsoletes en els cercles científics fins al 1850, i possibilità el desenvolupament de la ciència de la química orgànica que ha seguit evolucionant fins al present. Malgrat que Wöhler va ser sempre cautelós sobre la qüestió que ell hagués desaprovat la teoria de la força vital, aquest esdeveniment ha estat sovint considerat com un punt d'inflexió.
Primer tint artificial El 1856 William Henry Perkin, quan tractava de fabricar quinina, accidentalment produí un tint orgànic que actualment rep el nom de malva de Perkin i els francesos l'anomenen mauveïna. Com que aquest esdeveniment va tenir molta importància econòmica, incrementà l'interès mundial per la química orgànica. L'anomenà porpra d'anilina. S'obrí així el camp dels colorants sintètics que aproparen els colors a tota la població.
L'anàlisi dels compostos orgànics