La chimica organica è, in breve, la branca della chimica che studia i composti del carbonio.
È necessario, quindi, per prima cosa ricordarci le proprietà più importanti di questa sostanza fondamentale.
Il carbonio è un elemento del II periodo, con una configurazione elettronica esterna 2s22p2: ha quindi 4 elettroni disponibili per formare legami e 4 elettroni mancanti per raggiungere l’ottetto.
Nei composti organici il carbonio, quando non è in forma ionica (quindi quando non presenta cariche sul suo atomo), si troverà sempre a formare 4 legami covalenti. Questi legami possono essere singoli, doppi o tripli.
Nel legame singolo viene messo in comune uno solo dei 4 elettroni del guscio esterno. Si dice che si ha un legame sigma (σ). Attorno ad un legame singolo la molecola può ruotare a suo piacimento, potendo così disporsi in modo che vi sia la minima repulsione elettronica tra atomi vicini. Questo, insieme al fatto che il legame singolo è più lungo di quelli multipli, rende questo tipo di legame il più stabile e il meno soggetto a rotture.
I legami multipli mettono in gioco anche uno o due (a seconda che sia legame doppio o triplo) legami pi greco (π), che vedono la sovrapposizione laterale (e non centrale come nel sigma) degli orbitali ibridati sp di ciascun atomo. Ricorda che nei legami multipli il legami sigma è comunque presente, solo che a questo si aggiungono anche uno o due pi greco.
I legami multipli impediscono che la molecola ruoti attorno ad essi, creando una rigidità che porta, tra le varie conseguenze, a una maggiore possibilità di rottura. Inoltre, gli atomi con doppio o triplo legame sono più vicini tra di loro.
Il carbonio ha una elettronegatività media (2,55): in presenza di legami con atomi molto elettronegativi, come l’ossigeno (elettronegatività 3,44), si ha la formazione di legami polari. Quando invece si lega con altri atomi di carbonio o con l’idrogeno (elettronegatività 2,2), si ha una sostanziale apolarità.
Le sostanze organiche più semplici sono gli idrocarburi, costituiti solo da atomi di carbonio e di idrogeno.