तत्वों की संरचना और आणविक संरचना कार्बनिक रसायन विज्ञान के केंद्र में है, जो आज दुनिया के सबसे प्रसिद्ध विज्ञानों में से एक है। कार्बनिक रसायन विज्ञान रासायनिक संबंधों और परिणामी यौगिकों का अध्ययन है। यह पृथ्वी पर सभी जीवन के विकास में एक मौलिक विज्ञान भी है। जैसे, यह कॉलेज के लगभग हर रूप में पाठ्यक्रम का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है, चाहे वह चार साल का संस्थान हो या लाभकारी शैक्षणिक संस्थान।
अणु दो या दो से अधिक समान परमाणुओं के समूह होते हैं जो एक विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया द्वारा एक साथ होते हैं। अपने अद्वितीय रासायनिक बंधनों के कारण, अणुओं को प्रकृति के आश्चर्यजनक चमत्कारों में से एक माना जाता है। प्रकृति में, अणुओं को गुरुत्वाकर्षण द्वारा एक साथ रखा जाता है, लेकिन इससे भी पानी, ऑक्सीजन, कार्बन डाइऑक्साइड और अन्य गैसों के अद्भुत बंधन को यौगिक अणु बनाने में मदद नहीं मिल सकती है। इससे भी अधिक विस्मयकारी तथ्य यह है कि ये यौगिक पूरे ब्रह्मांड में पाए जाते हैं।
अणु परमाणुओं से बने होते हैं जिनमें एक नाभिक होता है (जिसमें एक इलेक्ट्रॉन होता है)। तत्वों के बीच इलेक्ट्रॉन साझाकरण एक बड़ा अंतर है। एक परमाणु में जितने इलेक्ट्रान होते हैं, उसे उसकी ध्रुवता कहते हैं। यदि ऋणात्मक से अधिक धनात्मक इलेक्ट्रॉन होंगे, तो परमाणु ऋणात्मक रूप से आवेशित होगा और यदि धनात्मक से अधिक ऋणात्मक इलेक्ट्रॉन होंगे, तो परमाणु धनात्मक रूप से आवेशित होगा। इन कणों के बीच के बंधन रासायनिक प्रतिक्रिया नामक प्रक्रिया का उपयोग करके बनते हैं।
परमाणु एक नाभिक और एक इलेक्ट्रॉन से बने होते हैं; प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन अविभाज्य हैं क्योंकि उनका रासायनिक बंधन समान है। एक परमाणु में प्रोटॉन या धनात्मक आवेशित कणों की संख्या हमेशा दो होती है जबकि इलेक्ट्रॉनों या ऋणात्मक आवेशित कणों की संख्या हमेशा एक होती है। इसलिए कोई भी दो हाइड्रोजन परमाणु समान नहीं होते हैं: प्रत्येक परमाणु में केवल एक इलेक्ट्रॉन होता है। एक अणु बनाने के लिए, एक ऑक्सीजन परमाणु के साथ कार्बन परमाणुओं का एक जोड़ा हाइड्रोजन बंधन बनाता है।
कार्बनिक यौगिकों में एक परमाणु या अणु होता है। ये परमाणु एक या दो इलेक्ट्रॉनों से बने होते हैं। ये यौगिक दो रासायनिक बंधों के बीच रासायनिक बंधन के माध्यम से बनते हैं जो कार्बन परमाणुओं को ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ जोड़ते हैं। प्रकृति में पाए जाने वाले कार्बनिक यौगिक कार्बनिक यौगिक कहलाते हैं।
कई प्रकार के रासायनिक बंधन हो रहे हैं, लेकिन कुछ को दूसरों की तुलना में समझना आसान है। परमाणु और उनके गैर-परमाणु बहुत सारे समान भौतिक गुणों को साझा करते हैं, जिसमें उनके रासायनिक बंधन और अन्य कार्बनिक यौगिकों के साथ उनका बंधन और इलेक्ट्रोनगेटिविटी या चार्ज शामिल हैं। कई प्रकार के सहसंयोजक यौगिक हैं जो कम से कम एक संपत्ति साझा करते हैं, हालांकि वे अपने विद्युत और परमाणु गुणों में भिन्न होते हैं। इलेक्ट्रोस्टैटिक चार्ज एक ऐसा उदाहरण है। दो प्रकार के तटस्थ अणु होते हैं: गैर-ध्रुवीय और ध्रुवीय।
गैर-ध्रुवीय परमाणुओं में इलेक्ट्रॉन नहीं होता है, और उनके परमाणु या तो सकारात्मक या नकारात्मक रूप से चार्ज हो सकते हैं। इलेक्ट्रॉन धनात्मक आवेश वाले परमाणु होते हैं और मेसन ऋणात्मक आवेश वाले परमाणु होते हैं। कार्बनिक यौगिकों का निर्माण तटस्थ परमाणुओं को इलेक्ट्रोनगेटिविटी भागीदारों के साथ जोड़कर किया जाता है। भागीदारों के बीच उनके इलेक्ट्रॉनों के पारस्परिक आकर्षण द्वारा एक बंधन बनाया जाता है। यह रासायनिक बंधन कई महत्वपूर्ण रासायनिक यौगिकों के उत्पादन के लिए आवश्यक है।
लुईस आरेख विभिन्न परमाणुओं और उनके भागीदारों के बीच रासायनिक बंधनों को चित्रित करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। आरेख कार्बनिक यौगिकों को बनाने वाले अणुओं की आंशिक संरचनाओं को दिखाते हैं। उदाहरण के लिए, कार्बोनेट (सहसंयोजक यौगिकों) को लुईस आरेख का उपयोग करके ग्राफिक रूप से दर्शाया जा सकता है। कार्बन बांड को चार प्रकारों में तोड़ा जा सकता है: स्टीरियोकोर्टिकोइड्स, जिसमें लवण, लिगैंड्स, अमीनो एसिड और पेप्टाइड्स शामिल हैं; हेटरोकोर्टिकोइड्स, जिसमें शर्करा, लिपिड और पॉलीसेकेराइड शामिल हैं; और गैर-हेटरोकोर्टिकोइड्स, जिसमें गैर-बंधुआ अमीनो एसिड शामिल हैं। हालांकि सभी अणुओं की सटीक संरचना ज्ञात नहीं है, लुईस रसायन शास्त्र के बारे में सीखी गई जानकारी कई महत्वपूर्ण यौगिकों के रासायनिक बंधनों में अंतर्दृष्टि प्रदान करेगी।