Formación de moléculas orgánicas

Las moléculas orgánicas están formadas por átomos de carbono enlazados con otros átomos, por uniones covalentes (átomos enlazados comparten electrones), o iónicas (átomos ceden electrones a otros átomos para que ambos completen sus niveles de energía: 8 electrones en el último nivel). Los átomos de carbono tienen la propiedad de conformar 4 electrones en su último nivel energético por lo que pueden enlazarse covalentemente con 4 átomos distintos o incluso con átomos de carbono. El carbono va a determinar la configuración final de la molécula orgánica, y a la vez esta configuración va a determinar la función que tenga la molécula. Se considera a la molécula de hidrocarburo, formada por hidrógeno y carbono, como la más sencilla estructuralmente.
Los grupos funcionales, son agrupaciones de átomos que dan las propiedades de un compuesto químico. Reemplazan los hidrógenos de la molécula de hidrocarburo formando un compuesto específico. Por ejemplo, el oxidrilo, es un grupo funcional donde un oxígeno se enlaza covalentemente a un hidrógeno y el electrón que sobra del oxígeno se enlaza con el electrón que sobra del carbono. Cuando se reemplazan hidrógenos por varios oxidrilos al compuesto se lo conoce como alcohol. Cuando se reemplazan grupos carboxilo, estos dan las propiedades de un ácido.
A la vez los átomos que forman las moléculas reaccionan formando nuevas propiedades. Los electrones de los átomos están en constante movimiento sobre los núcleos, y en el caso que la energía cinética (de movimiento) aumente, los átomos romperán sus enlaces y se separarán. Cuando se rompe un enlace covalente, se liberan los átomos que forman las moléculas. Y estos átomos tenderán nuevamente a unirse al deber completar su último nivel energético. Las uniones pueden ser iguales a las anteriores o nuevas y diferentes: dependerá de factores tales como presión, temperatura o átomos más cercanos.
Las combinaciones nuevas, pueden desarrollarse de dos maneras gracias a la obtención o liberación de energía. En el caso de la obtención, estas combinaciones implicarán mayor volumen de la materia, donde para formar la misma se utilizó mayor energía. En el caso de liberación, se liberó energía en forma de calor, y se formaron moléculas más pequeñas a las anteriores.
En los organismos se encuentran cuatro tipos diferentes de moléculas orgánicas en gran cantidad: carbohidratos (compuestos de azúcares), lípidos (moléculas no polares, muchas de las cuales contienen ácidos grasos), proteínas (compuestas de aminoácidos) y nucleótidos (moléculas complejas que desempeñan papeles centrales en los intercambios energéticos y que también pueden combinarse para formar moléculas muy grandes, conocidas como ácidos nucleicos). Todas éstas moléculas están formadas por carbono, hidrógeno y oxígeno. Las proteínas además contienen nitrógeno y azufre, y los nucleótidos, como algunos lípidos, nitrogeno y fósforo. Desarrollaremos a continuación cada una de estas moléculas orgánicas.