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Les molécules qui sont organique varient considérablement en taille. Une des propriétés importantes de composés organiques qui les rend si importante dans la biologie vient du fait que les atomes de carbone peuvent se lier les uns aux autres pour former des chaînes d'atomes de carbone dans une ligne ou une boucle, avec des atomes supplémentaires liés à certains des atomes de carbone. De nombreuses copies identiques d'unités structurelles individuelles appelées monomères, qui se composent d'une rangée d'atomes de carbone liés les uns avec les autres atomes appelés groupes latéraux attachés, peuvent être liés ensemble pour former de longues chaînes répétitifs appelés polymères.
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Les composés organiques sont des produits chimiques dont les molécules contiennent du carbone. Il est universellement admis, définition plus précise de «biologique», qui permet de définir les propriétés des composés organiques plus difficile. Aujourd'hui, «composés organiques» désigne le plus souvent à des composés qui contiennent des quantités importantes de carbone, mais ils peuvent être définis plus largement pour inclure toutes les molécules contenant du carbone ou plus strictement d'inclure uniquement des molécules qui contiennent des liaisons carbone-carbone ou carbone-hydrogène.
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Il existe un grand nombre de différents composés organiques ayant des propriétés différentes, qui sont divisés en plusieurs petits sous-classes en fonction de leur composition ou de la composition de leurs groupes fonctionnels et ont tendance à avoir des propriétés similaires. Certaines catégories organiques ont des propriétés intéressantes que les gens rencontrent souvent dans leur vie quotidienne. Des hydrocarbures, une catégorie qui comprend les groupes de molécules appelées les alcanes, les alcènes, les arènes et selon leur structure, sont constitués entièrement d'hydrogène et de carbone et libèrent une grande quantité d'énergie lors de la combustion, ce qui rend les hydrocarbures tels que le propane, le butane, et octane précieux  sources de carburant. Un autre type de molécules organiques, appelés esters, forment huiles végétales et animales et des graisses.
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Les composés organiques ne sont pas uniques dans leur capacité à le faire, mais le carbone est particulièrement bien adapté à lui. Une seule molécule organique de polymère peut avoir des centaines de motifs structuraux répétés, et des polymères plus complexes peuvent avoir des branches séparées diviser hors de la chaîne centrale et former des liaisons chimiques avec d'autres chaînes de polymère afin de créer une seule molécule. Certains composés organiques sont constitués de vastes structures appelées macromolécules.
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