有機化学(ゆうきかがく、英語:organic chemistry)は、有機化合物すなわち炭素化合物の合成、性質についての研究を目的とする化学の分野である。伝統的には二酸化炭素や一酸化炭素、炭酸などは有機化合物に含めない。大体は C-C 結合か C-H 結合を持つものが有機化合物である。また、ある有機化合物を炭素以外(金属元素の場合も含む)の基で置換した構造を持つ化学物質も広義の有機化合物として有機化学の対象とされる物もある。
構造有機化学、反応有機化学(有機反応論)、合成有機化学、生物有機化学などの分野がある。
100を超える元素の中で炭素の化合物だけが特に取り上げられる理由は、炭素が無限の多様性をもつ物質を作る材料になりうるからである。実際、現在知られている化合物のうち、炭素以外の元素のみからなるものは、炭素を含むものにはるかに及ばない。また生体を構成するタンパク質や核酸、糖、脂質といった化合物もすべて炭素化合物である。これは、炭素が -C-C-, -C-O-, -C-N- といった連鎖を任意の数だけ繰り返して共有結合できる唯一の元素だからである。ケイ素はいくぶん似た性質を持つが、炭素に比べると Si-Si 結合やSi=Si結合等の安定度が低いために炭素ほどの多様性をもたない。
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