I gruppi funzionali sono un gruppo di atomi con proprietà caratteristiche, che quando sono collegati allo scheletro di carbonio di una molecola, alterano le proprietà di quella molecola. Ad esempio, la presenza di alcuni gruppi funzionali su una molecola li renderà idrofili, mentre altri li renderanno idrofobi. Questi gruppi funzionali sono una parte indispensabile della chimica organica e componenti importanti delle molecole biologiche, come carboidrati, proteine, lipidi e acidi nucleici. Ogni gruppo funzionale è una disposizione unica di atomi e gli viene assegnato un nome per la combinazione di atomi che compongono il gruppo.

Idrocarburi
Legami forti e stabili tra atomi di carbonio producono molecole complesse contenenti catene, rami e anelli. La chimica di questi composti è chiamata chimica organica. Gli idrocarburi sono composti organici composti solo da carbonio e idrogeno. Gli alcani sono idrocarburi saturi, cioè idrocarburi che contengono solo singoli legami. Gli alcheni contengono uno o più doppi legami carbonio-carbonio. Gli alchini contengono uno o più tripli legami carbonio-carbonio. Gli idrocarburi aromatici contengono strutture ad anello. Sono anche conosciuti come gruppi aril.

Alcoli ed eteri
Molti composti organici che non sono idrocarburi possono essere pensati come derivati degli idrocarburi. Una derivata di idrocarburi può essere formata sostituendo uno o più atomi di idrogeno di un idrocarburo con un gruppo funzionale, che contiene almeno un atomo di un elemento diverso dal carbonio o dall'idrogeno. Le proprietà dei derivati idrocarburici sono determinate in gran parte dal gruppo funzionale. Il gruppo -OH, noto come gruppo idrossile, è il gruppo funzionale di un alcol. Il gruppo –R–O-R– è il gruppo funzionale di un etere.

Aldeidi, chetoni, acidi carbossilici ed esteri
I gruppi funzionali correlati al gruppo carbonile includono il gruppo –CHO di un'aldeide, il gruppo –CO– di un chetone, il gruppo –COOH di un acido carbossilico e il gruppo –COOR di un estere. Il gruppo carbonile, un doppio legame carbonio-ossigeno, è la struttura chiave in queste classi di molecole organiche: le aldeidi contengono almeno un atomo di idrogeno attaccato all'atomo di carbonio carbonile, i chetoni contengono due gruppi di carbonio attaccati all'atomo di carbonio carbonile, gli acidi carbossilici contengono un gruppo idrossile attaccato all'atomo di carbonio carbonile, e gli esteri contengono un atomo di ossigeno attaccato ad un altro gruppo di carbonio collegato all'atomo di carbonio carbonile. Tutti questi composti contengono atomi di carbonio ossidati rispetto all'atomo di carbonio di un gruppo alcolico.

Ammine
L'aggiunta di azoto in una struttura organica porta a due famiglie di molecole. I composti contenenti un atomo di azoto legato in una struttura di idrocarburi sono classificati come ammine.

Questo testo è adattato da Openstax, Chimica 2e, Sezione 20.1:Idrocarburi, Openstax, Chimica 2e, Sezione 20.2: Alcoli ed Eteri, Openstax, Chimica 2e, Sezione 20.3: Aldeidi, Chetoni, Acidi Carbossilici ed Esteri, e Openstax, Chimica 2e, Sezione 20.4: Ammine e Amidi.