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La química orgánica es una rama de la química que estudia la estructura, las propiedades y las reacciones de los compuestos orgánicos, que contienen enlaces covalentes carbono-carbono. El estudio de la estructura determina su fórmula estructural. El estudio de las propiedades incluye las propiedades físicas y químicas, y la evaluación de la reactividad química para comprender su comportamiento. El estudio de las reacciones orgánicas incluye la síntesis química de productos naturales, fármacos y polímeros, y el estudio de moléculas orgánicas individuales en el laboratorio ya través del estudio teórico (in silico).

La gama de productos químicos estudiados en química orgánica incluye hidrocarburos (compuestos que contienen solo carbono e hidrógeno), así como compuestos a base de carbono, pero que también contienen otros elementos, especialmente oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo (incluido en muchos productos bioquímicos) y los halógenos. La química organometálica es el estudio de compuestos que contienen enlaces carbono-metal.

Además, la investigación contemporánea se centra en la química orgánica que involucra otros organometálicos, incluidos los lantánidos, pero especialmente los metales de transición zinc, cobre, paladio, níquel, cobalto, titanio y cromo.

Los compuestos orgánicos forman la base de toda la vida terrestre y constituyen la mayoría de los productos químicos conocidos. Los patrones de enlace del carbono, con su valencia de cuatro enlaces simples, dobles y triples formales, además de estructuras con electrones deslocalizados, hacen que la variedad de compuestos orgánicos sea estructuralmente diversa y su gama de aplicaciones enorme. Forman la base o son componentes de muchos productos comerciales, incluidos los productos farmacéuticos; petroquímicos y agroquímicos, y productos elaborados a partir de ellos, incluidos lubricantes, solventes; plástica; combustibles y explosivos. El estudio de la química orgánica se superpone con la química organometálica y la bioquímica, pero también con la química médica, la química de polímeros y la ciencia de los materiales.

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