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有機化學是研究含有碳-碳共價鍵的有機化合物的結構、性質和反應的化學分支。對結構的研究決定了它們的結構式。特性研究包括物理和化學特性，以及評估化學反應性以了解它們的行為。有機反應的研究包括天然產物、藥物和聚合物的化學合成，以及在實驗室和通過理論（計算機）研究對單個有機分子的研究。

有機化學中研究的化學物質範圍包括碳氫化合物（僅包含碳和氫的化合物）以及基於碳的化合物，但也包含其他元素，特別是氧、氮、硫、磷（包括在許多生化產品中）和鹵素。有機金屬化學是研究含有碳-金屬鍵的化合物。

此外，當代研究的重點是涉及其他有機金屬的有機化學，包括鑭系元素，尤其是過渡金屬鋅、銅、鈀、鎳、鈷、鈦和鉻。

有機化合物構成了所有地球生命的基礎，並構成了大多數已知化學物質。碳的鍵合模式及其四價——正式的單鍵、雙鍵和三鍵，加上具有離域電子的結構——使得有機化合物陣列結構多樣，應用範圍巨大。它們構成包括藥品在內的許多商業產品的基礎或組成部分；石化產品和農用化學品，以及由它們製成的產品，包括潤滑劑、溶劑；塑料；燃料和炸藥。有機化學的研究與有機金屬化學和生物化學重疊，但也與藥物化學、聚合物化學和材料科學重疊。

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