La fonction carbonyle, C=O, où un atome de carbone est relié à un atome d'oxygène par une double liaison, est une fonction de chimie organique.
Les composés où le groupe carbonyle est le principal substituant sont :
On appelle donc en général ces deux types de composés, les composés carbonylés.
Note. Des fonctions possédant quelques similitudes sont présentes dans les acides carboxyliques et leurs dérivés (amides, anhydrides, chlorures d'acyle, esters...)
C'est le cas dans les aldéhydes et les cétones. Le nom du composé est donc celui de l'alcane correspodant, où le suffixe -ane est remplacé respectivement par -al et -one.
Lorsque les deux fonctions sont présentes, le groupe aldéhyde est considéré comme prioritaire par rapport au groupe cétone et impose donc le suffixe -al (s'il est bien évidemment le groupe principal).
Lorsque le groupe carbonyle n'est pas le groupe principal dans une molécule (il est donc considéré comme substituant), il impose le préfixe oxo-, aussi bien dans le cas de cétones que d'aldéhydes.
Dans le cas des fonctions esters ou acides carboxyliques (et leurs dérivés), malgré la présence d'une liaison C=O, ce n'est pas un groupe carbonyle mais un groupe carboxyle (carbone niveau d'oxydation +III et non +II).
La liaison C=O est fortement polarisée. Les molécules comprenant le groupe carbonyle (en particulier les aldéhydes et cétones) présentent donc des moments dipolaires permanents importants (accentués par les doublets libres de l'oxygène). Ceux-ci sont en général compris dans l'échelle 1.5 - 4 Debye.
Ce proton est fortement déblindé du fait de la circulation des électrons π de la double liaison C=O.
L'énergie de liaison C=O est très importante (ce qui explique entre autres la difficulté à la casser), en moyenne de l'ordre de 750 kJ, soit plus du double de la simple liaison C-O (ce qui la différencie de la liaison C=C, dont l'énergie est inférieure au double de l'énergie d'une liaison C-C).