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有機化學的魔法：為什麼相同的功能團能在不同分子中產生驚人反應？
在有機化學中，功能團是指在分子中導致其特徵化學反應的取代基或基團。相同的功能團將會在無論其余分子的組成如何的情況下，經歷相同或相似的化學反應。這使得科學家能對化學反應及化合物的行為進行系統性預測，並設計化學合成的過程。
功能團的反應性可以被附近的其他功能團所調節。功能團的轉換可以在逆合成分析中用來計劃有機合成。
一個功能團是由一組具有特定化學性質的原子構成的，無論在這個分子中的其他原子為何。這些原子通過共價鍵相互連接，並與分子的其余部分結合。在重複單元的聚合物中，功能團附著在其非極性碳原子核心上，從而為碳鏈添加化學特性。
功能團也可以是帶電的，例如在羧酸鹽（−COO−）中，這會使分子變成一個多原子離子或複合離子。結合到協調複合物中央原子的功能團稱為配體。複雜化和溶劑化也是由功能團之間的特定互動所引起的。
在常見的經驗法則「相似溶解相似」中，是共享或相互作用良好的功能團導致了溶解度。
舉例來說，糖在水中溶解是因為兩者都擁有羥基功能團（−OH），而羥基之間相互強烈作用。此外，當功能團的電負性高於它們所附著的原子時，這些功能團將變得極性，這使得原本非極性的分子因為這些功能團而變得極性，從而在一些水性環境中變得可溶。
功能團的名稱與母烷的名稱結合在一起，生成了一種被稱為系統命名法的命名方式。根據傳統命名法，附著於功能團的碳後的第一個碳原子稱為α碳，第二個稱為β碳，第三個稱為γ碳，依此類推。如在一個碳原子上有另一個功能團，其可能會用希臘字母來命名，例如在γ-氨基丁酸中，γ-氨基位於碳鏈的第三個碳上，附著於羧酸基團上。IUPAC的慣例要求對位置進行數字標記，例如4-氨基丁酸。
在傳統名稱中，各種修飾符被用來標記同分異構體，例如異丙醇（IUPAC 名稱：丙醇-2）是正丙醇（丙醇-1）的同分異構體。雖然術語「基團」與「功能團」有些重疊，但基團是一個完整的「半個」分子，這不僅可以是單一的功能團，還可能是一組由多個功能團組成的更大單位。例如，「芳基基團」可以是任何包含芳香環的基團，不論該芳基包含多少功能團。
常見功能團清單
以下是常見功能團的列表。在公式中，符號R和R'通常表示附加的氫或任何長度的碳氫側鏈，但有時可能指任何原子群。
碳氫化合物
碳氫化合物是由稱為烴基的功能團定義的一類分子，這類分子僅包含碳和氫，但在雙鍵的數量和順序上有所不同。每個分子在反應性方面有所不同。還有許多分支或環狀烷烴有特定的名稱，例如叔丁基、易戈烷、環己烷等。還有幾個含有烯的功能團，如乙烯基、烯丙基或丙烯基。碳氫化合物也可以形成帶電結構：正電荷的卡賓陽離子或負電荷的卡賓陰離子。卡賓陽離子通常以-ium結尾，例如：鬱金香陽離子和三苯基甲基陽離子及環戊二烯陰離子。
含鹵素的基團
鹵烷是一類由碳-鹵素鍵定義的分子。該鍵可能相對脆弱（如碘烴的情況）或相當穩定（例如氟烷）。一般來說，除了氟化化合物外，鹵烷容易發生親核取代反應或消去反應。碳的取代、相鄰質子的酸度、溶劑條件等，均會影響反應的結果。
含氧的基團
包含C-O鍵的化合物其反應性因C-O鍵的位置和雜化狀態而不同，這是由於sp雜化的氧（羰基）具有吸電子效應，而sp2雜化的氧（醇基）則具有給電子效應。
含氮的基團
這類包含氮的化合物可能含有C-O鍵，例如酰胺的情況。
含硫的基團
含有硫的化合物由於硫能形成比其在元素周期表中較重的類似物氧更多的鍵，展現出獨特的化學性質。對於硫化物、二硫化物、亞磺酸和磺醇等，替代命名法（在表中標記為前綴）較為優先於功能類命名法（在表中標記為後綴）。
含磷的基團
含有磷的化合物因為磷能形成比它的較輕類似物氮更多的鍵而展現出獨特的化學性質。
含硼的基團
含有硼的化合物因其擁有未填滿的八隅而表現出獨特化學性質，因此行為類似路易斯酸。
含金屬的基團
注意：氟與鎂的鍵合過於電負性，導致氟變成一種離子鹽。
自由基或基團的名稱
這些名稱用於指代基團本身或自由基物種，也用於形成更大分子中的鹵素和取代基名稱。當母烴未飽和時，後綴（“-yl”、“-ylidene”或“-ylidyne”）取代“-ane”（例如，“乙烷”變為“乙基”）；否則後綴僅替換尾部“-e”（例如，“乙炔”變為“乙炔基”）。用於指代基團時，單鍵與單個多重鍵之間存在不同。比如，亞甲橋接（亞甲烷二基）有兩個單鍵，而甲基基團（甲基基團）擁有一個雙鍵。後綴可以結合使用，例如，甲基基團（三級鍵）與甲基基團（單鍵和雙鍵）對比，或是甲烷三基（有三個雙鍵）。
有機化學中相同功能團在不同分子中表現出驚人的反應，是否是化學結構神奇變化的結果？
