בתרכובות נורמליות של כל חומר (כמו בוטאן) קיימת שרשרת של פחמנים שלכל אחד קשורים מימנים בצורה של טטראדר. אולם, כאשר קיימים יותר משלושה פחמנים במולקולה, עשויות להיווצר צורות אחרות הקרויות איזומרים. ככל שמספר מולקולות הפחמן עולה, גם מספר האיזומרים עולה.

איזומריה גיאומטרית (ציס-טרנס)
כתוצאה מקיומו של הקשר הכפול באלקנים השונים, לא יכול להסתובב הקשר סביב עצמו. מסיבה זו נוצרים לנו בעצם שני איזומרים:

בציס נמצאות קבוצות דומות באותו צד, ובטרנס הן נמצאות בצורה של טרנס. המעבר בין הצורות יכול להיעשות רק על ידי פירוק הקשרים ובנייתם מחדש. מולקולות הציס הן בדרך כלל קוטביות יותר ממולקולות הטרנס בהן ההצטלבות מנטרלת את הקוטביות. מולקולות הציס רותחות מסיבה זו בנקודה גבוהה יותר וכן מתמוססות יותר טוב במים או בממיסים קוטביים אחרים.

קביעת שמות החומרים
שמות המולקולות האורגניות, שאורכן עשוי להיות עצום נקבע על פי כללי IUPAC והם מאפשרים לרשום במדוייק את נוסחת המבנה של כל תרכובת אורגנית על פי השם שנקבע לה. זו השיטה:
1. קביעת מספר אטומי הפחמן בשרשרת הבלתי מסועפת הארוכה ביותר. שם הפחמימן נקבע לפי המספר, כגון מתאן (1), אתאן (2), פרופאן (3), בוטאן (4), פנטאן (5), הקסאן (6), הפטאן (7), אוקטאן (8), נונאן (9), ודקאן.
אם השרשרת הראשית אינה אלקאן אלא אלקן או אלקין, השם ישתנה בהתאם, ולפניו יבוא מיקום הקשר הכפול, לדוגמא 1 בוטֶן או 2 בוטֶן.
2. ממספרים את אטומי הפחמן בשרשרת מהקצה הקרוב ביותר להסתעפות. כעת מציינים את המיקום הסידורי של כל תוספת וכן את שמה. אם קיימת יותר מתוספת אחת והן זהות, מתקבלים שמות כמו 2,3 די-מתיל בוטאן.
3. סוגי התוספות שונים, ויש להם כינויים שונים. אם התוספת היא פחמימן אחר, ינתנו שמות כמו מתיל, אתיל ופרופיל. תוספת של הליד תהיה למשל כלורו או ברומו. תוספת אמוניה תיקרא אמין.

תגובת התמרה בין מתאן וכלור
בתהליך התגובה בין המתאן לכלור או להלוגן אחר, מתחילים מהפחמימן ומההלוגן בצורתם הגזית.
אם לא משתמשים בפלואור כהלוגן המסתפח, כגון כלור, יש לחמם או להאיר כדי שהתגובה תצא לפועל.
אטומי הכלור מנתקים את הקשר שלהם והופכים לרדיקלים חופשיים. במצב זה הם עשוים לגרום למולקולת המתאן לנתק קשר C-H. המימן שישתחרר יתחבר לאחד מהרדיקלים ליצירת חומצה כלורית, והCH3 עצמו הופך כעת לרדיקל, ועשוי להגיב עם מולקולת כלור אחרת ליצירת
מולקולת CH3Cl ורדיקל כלור נוסף. תהליך שרשרת זה נמשך זמן רב, ויוצר תוצרי לוואי שונים:
חימום
CH4(g) + Cl2(g) =====> CH3Cl(g) + Hcl(g) תהליך כולל:

(1) Cl(2) =====> 2Cl* הפיכת הכלור לשני רדיקלי כלור:

(2) CH4 + Cl* =====> CH3* + Hcl הרדיקלים מגיב עם המתאן ליצירת חומצה כלורית ורדיקל מתאן:

(3) CH3* + Cl2 =====> CH3Cl + Cl* רדיקלי המתאן מגיבים עם עוד כלור ליצירת כלורומתאן ורדיקל כלור נוסף. רדיקל הכלור החדש יגיב א הוא עם המתאן הרגיל בתגובת שרשרת שתימשך עד שיגמרו המגיבים.

תגובת כוהל וחומצה כלורית
דוגמאות לכך הן תגובות התמרה בין מתאנול CH3OH לבין חומצה כלורית. בתגובה כזו מוחלפת קבוצת
ההידרוקסיד באטום של כלור. תגובה זו מתרחשת בחימום בנוכחות חומצה הפועלת כזרז. יוני ההידרוניום מוסרים פרוטון בודד למתאנול ליצירת CH3OH2. אז מגיעים יוני הCl- ומנתקים את הקשר C-O. במצב זה נוצרים כלורו-מתאן וכן מים. תגובה זו היא הפיכה, ולכן היא תגובה של שיווי משקל:
CH3OH(l) + H3O+(aq) + Cl-(aq) <======> CH3Cl(g) + 2H2O(l) ניסוח כללי:

(1) HCl(l) + H2O(l) =====> H3O+(aq) + Cl-(aq) החומצה מגיבה עם המים ליצירת יוני הידרוניום וכלור:

(2) CH3OH + H3O+ =====> CH3OH2+ + H2O מימן מההידרוניום מסתפח אל המתאנול ונוצרים יון ומים:

(3) CH3OH2 + Cl- =====> CH3Cl + H2O יוני הכלור מנתקים את המתאן מהחומר ומתקשרים איתו ליצירת כלורומתאן. השארית משנה את צורתה והופכת למים.

הכהלים ותגובותיהם
רקע כללי
הכהלים מאופיינים על ידי נוכחות הקבוצה ההידרוקסילית (OH) הקשורה לR כלשהוא. קיימת אפשרות שעל הR יהיו קשורות קבוצות OH נוספות. שמות הכהלים נקבעו על פי הכללים הרגילים, אך עם הסיומת “אוֹל” כגון מתאנול, פרופאנול וכו’, ועם מיקומה הסידורי של הקבוצה על פני השרשרת הראשית.
הכהלים נבדלים זה מזה בעיקר על פי מיקומה של הקבוצה, ועל פי מספר הפחמנים הקשורים לפחמן אליה
מחובר ההידרוקסיל. ההבחנה היא בין כוהל ראשוני (הפחמן קשור לאטום פחמן אחד בלבד, בדרך כלל בקצה
שרשרת), כוהל שניוני (הפחמן קשור לשני אטומי פחמן נוספים) וכן כהלים שלישוניים בהם הפחמן קשור לשלושה אטומי פחמן אחרים.
בעוד שהOH נוטה להתמוסס במים, נוטה השייר R הבנוי מפחמימנים לדחות את המים. התוצאה היא שככל שהשייר ארוך יותר, המסיסות יורדת, כך שבדרך כלל מעבר לחמישה פחמנים, המסיסות היא מוגבלת מאוד, אך לעומת זאת תהיה גבוהה בממיסים לא קוטביים כמו CCl4 בכל מקרה לא נוצרים יונים בעת ההמסה.