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A química orgânica é um ramo da química que estuda a estrutura, propriedades e reações de compostos orgânicos, que contêm ligações covalentes carbono-carbono. O estudo da estrutura determina sua fórmula estrutural. O estudo das propriedades inclui propriedades físicas e químicas, e avaliação da reatividade química para compreender o seu comportamento. O estudo de reações orgânicas inclui a síntese química de produtos naturais, drogas e polímeros, e estudo de moléculas orgânicas individuais em laboratório e via estudo teórico (in silico).

A gama de produtos químicos estudados em química orgânica inclui hidrocarbonetos (compostos contendo apenas carbono e hidrogênio), bem como compostos baseados em carbono, mas também contendo outros elementos, especialmente oxigênio, nitrogênio, enxofre, fósforo (incluído em muitos bioquímicos) e halogênios. A química organometálica é o estudo de compostos contendo ligações carbono-metal.

Além disso, a pesquisa contemporânea se concentra na química orgânica envolvendo outros organometálicos, incluindo os lantanídeos, mas especialmente os metais de transição zinco, cobre, paládio, níquel, cobalto, titânio e cromo.

Os compostos orgânicos formam a base de toda a vida terrestre e constituem a maioria dos produtos químicos conhecidos. Os padrões de ligação do carbono, com sua valência de quatro ligações formais simples, duplas e triplas, além de estruturas com elétrons deslocalizados, tornam a variedade de compostos orgânicos estruturalmente diversa e sua gama de aplicações enorme. Eles formam a base ou são constituintes de muitos produtos comerciais, incluindo produtos farmacêuticos; petroquímicos e agroquímicos, e produtos feitos a partir deles, incluindo lubrificantes, solventes; plásticos; combustíveis e explosivos. O estudo da química orgânica se sobrepõe à química organometálica e à bioquímica, mas também à química medicinal, química de polímeros e ciência dos materiais.

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