Organische Verbindungen sind die komplexen Verbindungen des Kohlenstoffs. Da sich Kohlenstoffatome leicht aneinander binden, besteht die Basis der meisten organischen Verbindungen aus Kohlenstoffketten, die sich in Länge und Form unterscheiden. Wasserstoff-, Stickstoff- und Sauerstoffatome sind die häufigsten Atome, die im Allgemeinen an die Kohlenstoffatome gebunden sind. Jedes Kohlenstoffatom hat die Wertigkeitszahl 4, was die Komplexität der gebildeten Verbindungen erhöht. Da Kohlenstoffatome mit anderen Atomen Doppel- und Dreifachbindungen eingehen können, erhöht dies auch die Wahrscheinlichkeit für Variationen im molekularen Aufbau organischer Verbindungen.
Alle Lebewesen bestehen aus komplizierten Systemen anorganischer und organischer Verbindungen. Zum Beispiel gibt es viele Arten von organischen Verbindungen, die in der Natur vorkommen, wie zum Beispiel Kohlenwasserstoffe. Kohlenwasserstoffe sind die Moleküle, die bei der Verbindung von Kohlenstoff und Wasserstoff entstehen. Sie sind nicht wasserlöslich und verteilen sich leicht. Es gibt auch Aldehyde – die molekulare Assoziation eines doppelt gebundenen Sauerstoffmoleküls und eines Kohlenstoffatoms.
Es gibt viele Klassen organischer Verbindungen. Ursprünglich wurde angenommen, dass sie nur von lebenden Organismen stammen. Mitte des 1800. Jahrhunderts wurde jedoch klar, dass sie auch aus einfachen anorganischen Proteinen hergestellt werden können. Dennoch sind viele der organischen Verbindungen mit grundlegenden Prozessen des Lebens verbunden, wie Kohlenhydrate, Proteine, Nukleinsäuren und Lipide.
Kohlenhydrate sind Kohlenstoffhydrate und umfassen Zucker. Sie sind ziemlich zahlreich und erfüllen eine Reihe von Rollen für lebende Organismen. Kohlenhydrate sind beispielsweise verantwortlich für die Speicherung und den Transport von Energie, den Erhalt der Struktur von Pflanzen und Tieren, für die Funktion des Immunsystems, die Blutgerinnung und die Befruchtung – um nur einige zu nennen.
Proteine sind eine Klasse organischer Verbindungen, die aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff und Sauerstoff bestehen. Proteine sind in Wasser löslich. Das Protein selbst besteht aus Untereinheiten, die als Aminosäuren bezeichnet werden. Es gibt 20 verschiedene Aminosäuren, die in der Natur vorkommen – Organismen können sie für alle bis auf acht Aminosäuren in eine andere umwandeln.
Lipide umfassen eine Klasse organischer Verbindungen, die in Wasser oder anderen polaren Lösungsmitteln unlöslich sind; sie sind jedoch in organischen Lösungsmitteln löslich. Lipide bestehen aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und einer Variablen anderer Elemente. Lipide speichern unter anderem Energie, schützen innere Organe, isolieren bei eisigen Temperaturen. Lipide können in mehrere Gruppen unterteilt werden, die von Triglyceriden, Steroiden, Wachsen und Phospholipiden reichen.
Nukleinsäuren sind eine weitere Gruppe organischer Verbindungen. Sie sind universell in allen lebenden Organismen. Tatsächlich kommen sie in Zellen und Viren vor. Manche Menschen betrachten ein Virus möglicherweise nicht als etwas Lebendiges. 1871 entdeckte Friedrich Miescher Nukleinsäuren.