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Unerklärlich scheint es auf den ersten Blick, dass Stoffe mit der gleichen Anzahl und Art von Atomen, mit gleicher Summenformel, aber unterschiedlicher Anordnung dieser Atome so verschieden sein sollen. Solche Verbindungen werden Isomere genannt. Sie weisen nicht nur unterschiedliche physikalische Eigenschaften auf, sondern reagieren auch unterschiedlich und haben unterschiedliche Bedeutsamkeit in der Biochemie.

Etwa 90 % aller bekannten Verbindungen sind Kohlenstoffverbindungen, die meisten von ihnen sind organische Verbindungen. Die Vielfalt der organischen Verbindungen ist durch den Bau des Kohlenstoffatoms erklärlich. Er ermöglicht die unterschiedlichsten Verknüpfungen zwischen Kohlenstoffatomen untereinander und Kohlenstoffatomen und anderen Atomen. Aus unterschiedlichen Strukturen resultieren jeweils auch unterschiedliche Eigenschaften.