Elementele organogene principale, prezente în marea majoritate a compușilor organici, sunt:
- C, H, Cl și Na
- C, O, Fe și Ca
- C, H, O și N
- C, Si, H și O
- H, O, S și P, fără carbon
Elementele organogene principale sunt carbonul (mereu prezent, formează catena de bază), hidrogenul (aproape universal) și, frecvent, oxigenul și azotul, ca heteroatomi în grupele funcționale. Clorul și sodiul apar doar în anumite clase de compuși, nu la marea majoritate; fierul și calciul nu sunt organogene; un compus organic conține întotdeauna carbon, deci o variantă fără carbon este exclusă; siliciul nu este element organogen la nivel de manual.Într-un compus organic saturat, un atom de carbon formează, în total, un număr de legături covalente simple egal cu:
- 6
- 4
- 2
- 5
- 3
Carbonul este tetravalent în toți compușii organici stabili: are 4 electroni de valență și formează 4 legături covalente, simple într-un compus saturat. Valențele 2, 3, 5 sau 6 nu corespund covalenței normale a carbonului.O catenă de atomi de carbon în care fiecare atom interior se leagă de cel mult doi alți atomi de carbon, fără ramificații, se numește catenă:
- aromatică
- ciclică
- mixtă
- liniară (normală)
- ramificată
O catenă liniară (normală) este o succesiune de atomi de carbon legați unul de altul fără ramificații, fiecare atom interior având exact doi vecini de carbon. O catenă ramificată are cel puțin un atom de carbon legat de trei sau patru alți atomi de carbon; o catenă ciclică se închide într-un inel; catena aromatică și cea mixtă nu descriu acest caz simplu.Numărul foarte mare de compuși organici cunoscuți se explică, în primul rând, prin:
- numărul mare de izotopi stabili ai carbonului
- masa atomică mare a carbonului
- electronegativitatea foarte mare a atomului de carbon
- capacitatea carbonului de a forma ioni monoatomici stabili
- capacitatea atomilor de carbon de a se lega între ei prin legături covalente stabile, formând catene de lungimi și forme variate
Proprietatea numită catenație — capacitatea atomilor de carbon de a forma legături covalente C−C stabile între ei, în catene liniare, ramificate sau ciclice, de lungimi foarte diferite — este cauza principală a numărului enorm de compuși organici. Carbonul are electronegativitate moderată (nu extremă), un singur izotop stabil dominant (12C), nu formează ioni monoatomici stabili în chimia organică, iar masa sa atomică este mică, nu mare.Un atom, altul decât carbonul sau hidrogenul, legat direct de catena de carbon a unui compus organic (de exemplu O, N, Cl sau S), se numește:
- heteroatom
- izotop
- radical liber
- catenă
- grupă funcțională
Heteroatomul este orice atom, altul decât carbonul sau hidrogenul, integrat direct în structura unui compus organic. Izotopii sunt variante ale aceluiași element, cu număr diferit de neutroni; radicalul liber este o specie cu electron neîmperecheat; catena este scheletul de atomi de carbon; grupa funcțională este ansamblul de atomi (care poate include un heteroatom) responsabil de proprietățile chimice caracteristice, o noțiune mai largă decât un singur heteroatom.