La química orgànica és la branca de la química que s'ha especialitzat en l'estudi dels compostos complexos que forma el carboni, tant els que utilitzen els éssers vius com els que se sintetitzen al laboratori.
Potser et preguntes per què mereix el carboni una branca específica per al seu estudi. La raó és molt senzilla: perquè és l'element que forma un nombre més elevat de compostos, molt complexos i variats.
El terme al·lotròpic prové d'állo- i trópos, que en grec significa 'mutació'.
Així doncs, són formes al·lotròpiques les diferents formes en què es pot transformar o trobar una substància.
L'oxigen (O2) i l'ozó (O3) són dues formes al·lotròpiques de l'element oxigen.
Les grans possibilitats de combinació del carboni permeten trobar-lo en sis formes al·lotròpiques diferents, però aquest nombre es pot continuar incrementant.
Per entendre-ho, hem de recórrer altra vegada a la configuració electrònica. El carboni és un 2s22p2; per tant, té quatre electrons de valència. Per complir l'octet podria formar enllaços iònics guanyant o perdent electrons, però caldria massa energia.
Tanmateix, compartir els seus electrons formant enllaços covalents és molt més senzill i origina diverses possibilitats:
Aquesta és la raó per la qual la vida al planeta Terra es basa en el carboni. S'ha arribat a plantejar si altres elements també servirien, però tant el bor (s2p1) com el nitrogen (s2p3) només poden formar un màxim de tres enllaços. El silici (s2p2) també pot formar quatre enllaços, però sempre són simples i molt forts, i per això la seva reactivitat és molt baixa a temperatures ordinàries.