En 1850 Williamson hace reaccionar alcoholes con potasio y después con ioduros de alquilo, preparando éteres mediante la importante reacción de sustitución que lleva su nombre. Extendió a los ácidos este reemplazo global de hidrógeno por un resto alquilo y obtuvo ésteres. Predijo la formación de anhídridos reemplazando el hidrógeno de un ácido por un resto acilo.
En 1852 Gerhardt obtuvo el primer anhídrido de un ácido monocarboxílico siguiendo el procedimiento predicho por Williamson: la reacción del cloruro de acetilo con acetato potásico. Todas estas investigaciones hicieron que los alcoholes, éteres, ácidos, ésteres y anhídridos se consideraran dentro de un tipo inorgánico, el del agua, de la que se derivan por sustitución de uno o sus dos hidrógenos por radicales orgánicos. Gerhardt añadió a la lista otros dos tipos de moléculas: las derivadas de hidrógeno (hidrocarburos) y de cloruro de hidrógeno (haluros de alquilo). El agrupamiento de algunas de las moléculas orgánicas en este número creciente de tipos fue fundamental para la elucidación de la disposición espacial de los átomos en los compuestos orgánicos.
En 1852 Frankland publica un artículo donde establece que el nitrógeno, el fósforo, el arsénico y el antimonio siempre se unen a otros 3 ó 5 átomos o especies, estableciendo la base de la idea actual de valencia atómica. Los químicos de entonces no tenían aún conciencia de que el número de enlaces que un átomo podía formar era limitado. En 1855 Odling propuso el tipo metano a partir de la idea de que el cloroformo es un derivado de aquél.
Kekulé, desconociendo el trabajo de Odling, añadió en 1857 el tipo metano a los tipos anteriores y publicó un trabajo donde estableció claramente las cuatro valencias del carbono. Un año más tarde (1858) publica el trabajo donde sienta las bases de la moderna química orgánica estructural, aunque sin utilizar ninguna fórmula molecular gráfica. Al año siguiente (1859) escribió un libro de texto donde aparecían sus famosas fórmulas tipo salchicha.
CH3CH3 etano
CH3CH2Cl cloruro de etilo
CH3COOH ácido acético
Un mes más tarde que el trabajo de Kekulé (1858) Couper logra que Dumas publique un trabajo en el que, independientemente, se explican los mismos principios expresados por Kekulé aunque de una forma ligeramente diferente utilizando fórmulas primitivas. Concluye su trabajo con la primera fórmula orgánica donde se propone la formación de un ciclo.
