thumb|right|400px|Struktura najenostavnejšega ogljikovodika metana
Organska kemija je veja kemije, ki z znanstvenimi metodami preučuje zgradbo, lastnosti, sestavo, reakcije in pripravo (s sintezo ali kako drugače) ogljikovih spojin. Spojine poleg ogljika vsebujejo tudi mnoge druge elemente, med katerimi so najbolj pogosti vodik, dušik, kisik, halogeni elementi, fosfor, silicij in žveplo.Robert T. Morrison, Robert N. Boyd in Robert K. Boyd, Organic Chemistry, 6. izdaja, Benjamin Cummings, 1992, ISBN 0-13-643669-2John D. Roberts, Marjorie C. Caserio, Basic Principles of Organic Chemistry, W. A. Benjamin, Inc., 1964Richard F. in Sally J. Daley, Organic Chemistry, Online organic chemistry textbook. http://www.ochem4free.info Elementarni ogljik in nekatere njegove spojine, na primer oksidi, karbonati in karbidi, se prištevajo k anorganskim spojinam.
Naziv "organska" kemija je posledica napačnega sklepanja, da so organske spojine vezane izključno na nek življenjski proces. Organske molekule seveda nastajajo tudi izven živih organizmov in ne samo to, saj je življenje odvisno tudi od anorganske kemije. Mnogi encimi imajo vgrajene prehodne kovine, na primer železo in baker, kosti in zobje pa so zgrajeni delno iz organskih delno iz anorganskih spojin.
Posebno področje organske kemije je biokemija, ki se ukvarja pretežno s kemijo naravnih biomolekul, na primer proteinov, sladkorjev in nukleinskih kislin.
Spojine z več ogljikovimi atomi so zaradi svojih specifičnih lastnosti zelo raznolike in imajo izredno široko področje uporabe. Organske spojine so osnova hrane, zdravil, barvil, plastičnih mas itd. in, razen redkih izjem, osnova vseh življenjskih procesov.
Zgodovina 150px|thumb|Michel Eugène Chevreul 150px|thumb|Friedrich Wöhler 150px|thumb|William Henry Perkin 150px|thumb|Friedrich August Kekulé 150px|thumb|Archibald Scott Couper
Na začetku 19. stoletja je med kemiki še vedno prevladovalo mnenje, da so spojine iz živih organizmov preveč zapletene, da bi se jih dalo sintetizirati iz neživih snovi in da je za njihovo sintezo potrebna "življenjska sila" oziroma vitalizem, ki je lastnost živih bitij. Spojine so zato imenovali "organske", svoje raziskovanje pa so preusmerili na anorganske spojine, ki so se jim zdele bolj enostavne.
V prvi polovici 19. stoletja so znanstveniki spoznali, da se organske spojine lako sintetizirajo tudi v laboratoriju in zanimanje za organsko kemijo je začelo naraščati. Okrog leta 1816 je začel Michel-Eugène Chevreul preučevati mila, izdelana iz različnih vrst maščob in različnih alkalij. Izločil je nekaj različnih maščobnih kislin in iz njih z različnimi alkalijami izdelal milo. Čeprav je šlo samo za nekaj posameznih spojin, je s tem dokazal, da se lahko različne maščobe, ki so povsem organskega porekla, spremenijo tudi brez življenjske sile.M.A. Chevreul, Recherches chimiques sur les corps gras d'origine animale, F. G. Levrault, Pariz (1823) http://books.google.com/?id=94_H7hfQfS0C&printsec=frontcover&dq=Michel+Eug%C3%A8ne+Chevreul.
Leta 1828 je Friedrich Wöhler iz anorganskega amonijevega cianata (NH4OCN) sintetiziral organsko spojino ureo (karbamid), ki je ena od sestavin urina.F. Wöhler, Ueber künstliche Bildung des Harnstoffs, Annalen der Physik und Chemie, 88, 2 (1828), str. 253-256.http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k15097k/f261.chemindefer. Sinteza se po njem imenuje Wöhlerjeva sinteza. Čeprav je bil Wöhler takrat, pa tudi kasneje, oprezen pri trditvah, da je zrušil teorijo vitalne sile, velja njegova sinteza za prelomnico v razvoju organske kemije.
Naslednji velik korak v razvoju organske kemije je naredil William Henry Perkin, ki je leta 1856 med poskusi sintetiziranja kinina po naključju odkril prvo sintetsko organsko barvilo movein ali anilinski purpur.I. Holme. Sir William Henry Perkin: a review of his life, work and legacy. Coloration Technology, 122, 5 (2006), str. 235-251. Barvilo se po njem imenuje tudi Perkinov purpur. Njegovo odkritje je prineslo velike finančne dobičke, kar je močno povečalo zanimanje za organsko kemijo.
Leta 1874 je Othmar Zeidler v laboratoriju sintetiziral insekticid DDT, vendar so njegove insekticidne lastnosti odkrili mnogo kasneje.
Ključna prelomnica v teoriji organske kemije je bila ideja o kemijski strukturi, ki je vsebovala tudi idejo o kemijski valenci, ki sta jo leta 1857-1858 neodvisno drug od drugega razvila Friedrich August KekuléA. Kekulé: Ueber die s. g. gepaarten Verbindungen und die Theorie der mehratomigen Radicale, Annalen der Chemie und Pharmacie, 104, 2. izdaja (1857), str. 129-150. DOI 10.1002/jlac.18571040202A. Kekulé: Ueber die Constitution und die Metamorphosen der chemischen Verbindungen und über die chemische Natur des Kohlenstoffs, Annalen der Chemie und Pharmacie, 106, 2. izdaja (1858), str. 129–159. DOI 10.1002/jlac.18581060202. in Archibald Scott Couper.A. S. Couper: Sur une nouvelle théorie chimique, Annales de chimie et de physique, 53 (1858), str. 488-489. Oba znanstvenika sta predvidevala, da se štirivalentni ogljikovi atomi lahko med seboj spajajo in tvorijo verige in obroče, podrobno strukturo molekule in vezi med atomi pa se lahko ugotovi s strokovno interpretacijo kemijskih reakcij.
Zgodovina organske kemije se je nadaljevala z odkritjem nafte in njeno frakcioniranje na posamezne komponente glede na njihova vrelišča. S pretvorbo različnih frakcij ali posameznih spojin v neke druge produkte se je začela razvijati petrokemijska industrija, ki zdaj masovno proizvaja sintetski gumij, organska lepila in plastične mase.
Farmacevtska industrija se je začela razvijati v zadnjem desetletju 19. stoletja, ko je tovarna Bayer začela proizvajati acetilsalicilno kislino, bolj znano kot aspirin. Prvo zdravilo, ki je nastalo s sistematičnim razvojem, je bil arsfenamin (salvarzan), ki se je uporabljal za zdravljenje sifilisa. Paul Ehrlich s sodelavci je za njegovo odkritje sistematično sintetiziral in preskušal številne derivate takrat že znane in izredno strupene arzenove organske spojine atoxil (arsanilinska kislina) in iskal spojino z največjo učinkovitostjo in najmanjšo toksičnostjo.
Odkritja prvih organskih reakcij in njihove aplikacije so bila v glavnem naključna, v 20. stoletju pa je organska kemija že tako napredovala, da je omogočala sintezo izbrane spojine in celo načrtovanje molekul s specifičnimi lastnostmi, na primer zdravil.
Zaporedje kemijskih reakcij, ki daje zahtevani produkt, se imenuje totalna sinteza. Totalna sinteza zapletenih naravnih spojin se je začela z ureo in nadaljevala z glukozo in terpineolom (α,α,4-trimetillcikloheks-3-en-1-metanol). Totalno sintezo je prvi komercializiral Gustaf Komppa leta 1903 s sintezo kafre. S sintezo holesterola in njemu podobnih spojin se je odprla pot sintezam zelo zapletenih človeških hormonov in njihovih modificiranih derivatov.
Biokemija, ki v steklu in v živo preučuje kemijo živih organizmov, se je začela razvijati na začetku 20. stoletja in odprla popolnoma novo in zelo obsežno poglavje organske kemije.
Karakterizacija organskih spojin Organske spojine se pogosto nahajajo v zmeseh, zato so se za njihovo ločevanje in čiščenje razvile posebne tehnike, med katerimi sta posebno pomembni kromatografija in plinska kromatografija.J.C. Arsenault in P.D. McDonald : Beginners Guide to Liquid Chromatography HPLC Primer Touchstone, Joseph C. (1993). "History of Chromatography". Journal of Liquid Chromatography, 16, 8, str. 1647-1665. Med tradicionalne metode ločevanja spadajo destilacija, kristalizacija in ekstrakcija s topili.
Organske spojine so se v preteklosti karakterizirale z raznimi tradicionalnimi "mokrimi" metodami, katere so v zadnjem času večinoma nadomestile spektroskopija in druge računalniško podprte intenzivne analitske metode."The Systematic Identification of Organic Compounds" R.L. Shriner, C.K.F. Hermann, T.C. Morrill, D.Y. Curtin, and R.C. Fuson John Wiley & Sons, 1997 0-471-59748-1 Med sodobnimi metodami so najpomembnejše:
Jedrska magnetna resonančna spektroskopija (JMR) je najpogostejša metoda, ki pogosto omogoča popolno določanje povezav med atomi, s pomočjo korelacijske spektroskopije pa se lahko določi celo njihovo prostorsko razporeditev. Uporabo JMR v organski kemiji omogočata izotopa 13C in 1H, ki sta dovzetna za JMR.G.E Martin, A.S. Zekter (1988). Two-Dimensional NMR Methods for Establishing Molecular Connectivity. New York: VCH Publishers. str. 59.
Elementarna analiza je destruktivna metoda, s katero se določa elementarno sestavo molekule. Elementarno analizo je v veliki meri nadomestila masna spektrometrija.
Masna spektrometrija se uporablja za določanje molekulske mase spojine, iz fragmentiranih vzorcev pa se lahko določi tudi njeno strukturo.Spectrometric identification of organic compounds Silverstein, Bassler, Morrill 4th Ed.Organic spectroscopy William Kemp. 2. izdaja, ISBN 033342171 Masna spektrometrija z visoko razločljivostjo omogoča določanje natančne molekulske mase spojine in se uporablja namesto elementarne analize. V preteklosti je bila metoda omejena na nevtralne molekule, ki so bile vsaj malo hlapne, z razvojem ionizacijskih tehnik pa se je razširila na praktično vse organske spojine.
Kristalografija je najbolj natančna metoda za določanje molekularne geometrije.J.P. Glusker, Brief hisstory of chemical crystallography, II. Organic compounds, Historical atlas of crystallography, J. Lima de Faria, str. 91-102, Njena uporabnost je omejena s tvorbo monokristalov, ki morajo biti tipični za preskušano spojino, to pa je v organski kemiji pogosto težko doseči. Kristalografija se zelo obširno uporablja v biokemiji za ugotavljanje zgradbe proteinov in ugotavljanje zgradbe organokovinskih katalizatorjev. Računalniška programska oprema omogoča, da so rezultati analize znani že v nekaj urah.
Značilnosti organskih spojin Najbolj zanimive kvantitativne fizikalne lastnosti organski spojin so tališče, vrelišče in lomni količnik. Najbolj zanimive kvalitativne lastnosti so vonj, konsistenca, topnost in barva.
Tališče in vrelišče Večina organskih spojin se v nasprotju z anorganskimi spojinami tali, nekatere pa celo vrejo. Temperaturi tališča in vrelišča sta bila nekdaj ključna podatka za prepoznavanje organske spojine in ugotavljaje njene čistosti. Tališča in vrelišča korelirajo s polarnostjo molekul in njihovo molekulsko maso. Nekatere organske spojine, predvsem simetrične, sublimirajo, se pravi da brez taljenja prehajajo iz trdnega v plinasto agregatno stanje. Dobro poznana snov, ki sublimira, je para-diklorbenzen, ki je ena od komponent v tabletah proti moljem. Organske spojine, razen nekaterih izjem, pri temperaturah nad 300 °C niso obstojne.
Topnost Nevtralne organske spojine so bolj kot ne hidrofobne, zato so bolj topne v organskih topilih kot v vodi. Med izjeme spadajo spojine, ki imajo ionizirajoče skupine in majhno molsko maso. Takšne spojine so na primer nižji alkoholi, amini in karboksilne kisline, pri katerih nastajajo vodikove vezi. Organska topila so lahko čiste snovi, na primer eter ali etanol, ali zmesi različnih parafinskih topil, na primer petrol etrov ali težkih bencinov. Topnost v organskih topilih je odvisna od vrste topila in funkcionalnih skupin, če so prisotne.
Lastnosti trdnega stanja Zanimive in uporabne so razne posebne lastnosti molekularnih kristalov in organskih polimerov s konjugiranimi sistemi, na primer piezoelektrčnost, električna prevodnost in elektro-optične lastnosti. S temi značilnostmi organskih spojin se iz zgodovinskih razlogov ukvarjata predvsem znanost o polimerih in zanost o materialih.
Tradicionalne spektroskopske metode v infrardečem, vidnem in ultravijoličnem delu svetlobnega spektra in optična sučnost dajejo relativno neznačilne podatke o strukturah spojin, vendar se še vedno uporabljajo za specifične razrede spojin.
Poimenovanje
center|700px|thumb|Različni prikazi in imena vitamina B3