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有機化學是研究有機化合物及有機物質的結構、性質、反應的學科，是化學中極重要的一個分支。有機化學研究的對象是以不同形式包含碳原子的物質，又稱為碳化合物的化學。有關有機化合物或有機物質結構的研究包括用光譜、核磁共振、紅外光譜、紫外光譜、質譜或其他物理或化學方式來確認其組成的元素、組成方式、實驗式及化學式。有關性質的研究包括其物理性質及化學性質，也需評估其化學反應性，目的是要了解有機物質在其純物質形式（若是可能的話），以及在溶液中或是混合物中的性質。有機反應的研究包括有機物質的製備（可能是有機合成或是其他方式），以及其化學反應，可能是在實驗室中的，或是In silico（經由電腦模擬的）。有機化學研究的範圍包括碳氫化合物，也就是只由碳和氫組成的化合物，化合物中也有可能還會參與其他的元素，包括氮、氧和鹵素，還有諸如磷、硫等元素（以稀有氣體以外的非金屬元素為主，不包括類金屬元素硼、硅、鍺、砷、銻、碲、釙、砈）。有機化學和許多相關領域有重疊，包括藥物化學、生物化學、有機金屬化學、高分子化學以及材料科學等。有機化合物之所以引起研究者濃厚的興趣，是因為碳原子可以形成穩定的長碳鏈或碳環以及許許多多種的官能基，這種性質造就有機化合物的多樣性。有機化合物是所有碳基生物的基礎。有機化合物的應用範圍很廣，包括醫學、塑膠、藥物、石化產物、食物、化妝品、護理用品、炸藥及塗料等。

有機化合物和含碳化合物

含碳化合物被稱為有機化合物是因為以往的化學家們認為含碳物質一定要由生物（有機體）才能製造；然而在1828年的時候，德國化學家弗里德里希·維勒，在實驗室中成功合成尿素（一種生物分子），推翻上述的論點，自此以後有機化學便脫離傳統所定義的範圍，擴大為含碳物質的化學；不過有機化學這個名字卻從此一直沿用，沒有人嘗試將其改名為「碳化學」或是其它較為貼切的說法。雖然被稱為「碳化學」，仍有少數含碳的化合物因不具有機化合物的特性，不歸類在有機化合物中，如二氧化碳（ {\displaystyle {\ce {CO2}}} {\displaystyle {\ce {CO2}}}）、一氧化碳（ {\displaystyle {\ce {CO}}} {\displaystyle {\ce {CO}}}）、二硫化碳（ {\displaystyle {\ce {CS2}}} {\displaystyle {\ce {CS2}}}）、碳酸（ {\displaystyle {\ce {H2CO3}}} {\displaystyle {\ce {H2CO3}}}）、碳酸鹽（ {\displaystyle {\ce {{CO3}^{2-}}}} {\displaystyle {\ce {{CO3}^{2-}}}}）、碳酸氫鹽（ {\displaystyle {\ce {{HCO3}^{-}}}} {\displaystyle {\ce {{HCO3}^{-}}}}）、硫氰酸鹽（HSCN及其鹽類）及氰化物（HCN及其鹽類）等。

研究對象與方法

由於有機化合物常以混合物的形式存在，因此有許多方式可以分離出高純度的物質。傳統的方式包括蒸餾、結晶及溶劑提取，現在的方式則包括色譜法，包括高效液相色譜法或是氣相色譜法。

有機物質的傳統分析方法是是透過許多化學測試來進行，這稱為「濕法」，但已被用光譜學或是電腦分析的方法所取代。

有機化學的研究對象主要就是「如何形成碳碳鍵」。有機化學是碳的化學，簡而言之就是研究如何構建碳原子的結構。因為對人們有用處的有機分子一般是大而複雜的，而人們能隨意支配和輕易獲得的原料往往是小而簡單的。有機化學的研究方法就是根據研究需要，利用結構和機構來設計預測一個變化，通過實驗和分析檢測來驗證結果，並對設計進行反饋修正。

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