碳的电负性大小适中，且可以sp,sp2,sp3杂化，所以C-H，C-C,C-O，C-N，C=C，C=O，C=N等共价键可以形成且键能大小适中，所以这些键也可以较为容易的断裂并生成新的化合物。而对于硅来说，杂化类型主要是sp3（没有O=Si=O这种分子存在），但Si-O键的键能大于Si-C，Si-Si，Si-H，所以这些键均容易断裂而生成SiO2,故自然界中存在最多的是Si-O化合物，且这种化合物很稳定，难以分解或进行其他反应。而锗锡的电负性较小，故形成共价键的趋势降低，形成离子键的趋势上升，故越来越可能形成离子化合物。一种金属与一种非金属一般也就形成少数几种的离子化合物，所以Ge，Sn形成的化合物也很少。所以说虽然C Si Ge Sn Pb处于同一主族，有许多相似的性质，但是也存在一些差异。而C的性质刚好满足让它形成多种化合物的条件。这大概就像八大行星同样绕着太阳转，但唯独地球所处的位置和自身条件能够满足碳基生命体的生存需要一样。为什么是碳而不是硅，这个应该也和整个大自然有关。因为生物体的四大元素是C， H, O, N.即使科学是发现和创造，但基本上也是向大自然学习。一般来说，如果大自然含量少的，要么是很难合成，要么就是性质不好或者未知。至于为什么有机化合物在化学物质里面收到了更多的关注，这个似乎和碳没有太大的关联。最近几十年，有机化合物受关注的一个重要原因，相对于无机化合物，是它的可修饰性。现在很多前言的材料，像OLEDs, DSSC有机太阳能的电池，甚至今年刚刚出炉的诺贝尔化学奖的分子机器molecular machinery，正是因为它们的可修饰性。合成化学家可以通过一系列的修饰，比如官能团，共轭等等来改变很多的性质。特别是现在有了计算化学的辅助，就让这样的修饰不再是那么盲目了，而是有了一定的事先设计, 化学家和材料学家总能渐渐地接近相应的材料的“最好”的性质。
1.催化，与工业界合紧密，提高关键反应步骤的速率能给合成业（制药、日化）带来巨大利润提升。能很方便地把研究成果产业化是其优势之一。
2.全合成，最难也最容易出大新闻的方向，通过设计合成路线来人工合成一些被认为是无法合成的重要天然物质。这个行业虽然经常有革命性的成果，但是研究周期长，需要极大的耐心与恒心，以及抗挫折能力（听说过一个搞全合成的post doc实验室失火，烧掉了花四年合成的产品）。
3.方法学
设计新的反应，提出新的机理，或者优化已知的反应。从而使更多新物质得以被合成，或者大幅降低部分困难/危险反应的难度。
4.计算有机化学
有机化学拥有极致的多样性，radical group的拼接，carbon skeleton的形状与长度，都是千变万化的。从结构上看，有机分子里各种MO构型可塑性极大，可以通过结构与关键集团的调整来调整HOMO与LUMO，从而modify and maximize its certain performance。
“有机”这历史性名词，可追塑至19世纪，当时生机论者认为有机化合物只能以生物（life-force，vis vitalis）合成。此理论基于有机物与“无机”的基本分别，有机物是不能被非生命力合成的。但后来这理论被推翻，德国化学家Friedrich Wöhler以氰酸与氨水合成尿素（无机物合成有机物）。一般而言，有机化合物定义为化合物中有碳氢键而无机化合物则没有。因此碳酸（H2CO3）、二氧化碳是无机化合物，但是甲酸（又名蚁酸）（HCOOH，第一个脂肪酸）则是有机化合物。这就是有机化学。
