同位素,同素異形體,同系物,同分異構體的異同

1、 同位素，同素異形體，同系物，同分異構體的異同化學基本概念反映化學物質的本質屬性，是化學的基礎。明確概念的內涵與外延，是正確把握知識的要素，也是正確判斷和推理的基礎，因此在概念的教學中，讓學生掌握、運用概念，尤為重要。同位素、同素異形體、同系物、同分異構體和同一種物質等化學中幾個經常用到的概念，也是一些同學經?；煜母拍?，下面就這幾個概念的區(qū)別加以詳細的說明。 對于同位素、同素異形體、同系物和同分異構體這四個概念，學習時應著重從其定義、對象、化學式、結構和性質等方面進行比較，抓住各自的不同點，從而理解和掌握。這幾個概念都表明了事物之間的關系，下表列出了比較了它們的異同： 同位素 同素異形體 同

2、系物 同分異構體 定義 質子數相同，中子數不同的原子(核素) 由同一種元素組成的不同單質 結構相似，分子組成相差一個或若干個CH2基團的物質 分子式相同，結構不同的化合物 對象 原子 單質 化合物 化合物 化學式 元素符號表示不同，如、 元素符號表示相同，分子式可以不同，如O2和O3 不同 相同 結構 電子層結構相同，原子核結構不同 單質的組成或結構不同 相似 不同 性質 物理性質不同，化學性質相同 物理性質不同，化學性質相同 物理性質不同，化學性質相似 物理性質不同，化學性質不一定相同 說明： 1、同位素的對象是原子，在元素周期表上占有同一位置,化學性質基本相同,但原子質量或質量數不同,從而

3、其質譜行為、放射性轉變和物理性質(例如在氣態(tài)下的擴散本領)有所差異。 2、同素異形體的對象是單質，同素異形體的組成元素相同，結構不同，物理性質差異較大，化學性質有相似性，但也有差異。如金剛石和石墨的導電性、硬度均不同，雖都能與氧氣反應生成CO2，由于反應的熱效應不同，二者的穩(wěn)定性不同（石墨比金剛石能量低，石墨比金剛石穩(wěn)定）。 同素異形體的形成方式有三種：(1)組成分子的原子數目不同，例如： O2和O3 。(2)晶格中原子的排列方式不同，例如：金剛石和石墨。 (3)晶格中分子排列的方式不同，例如：正交硫和單斜硫(高中不要求此種)。 注意：同素異形體指的是由同種元素形成的結構不同的單質，如H2和D

4、2的結構相同，不屬于同素異形體。 3、同系物的對象是有機化合物，屬于同系物的有機物必須結構相似，在有機物的分類中，屬于同一類物質，通式相同，化學性質相似，差異是分子式不同，相對分子質量不同，在組成上相差一個或若干個CH2原子團，相對分子質量相差14的整數倍，如分子中含碳原子數不同的烷烴之間就屬于同系物。 (1)結構相似指的是組成元素相同，官能團的類別、官能團的數目及連接方式均相同。結構相似不一定是完全相同，如CH3CH2CH3和(CH3)4C，前者無支鏈，后者有支鏈，但二者仍為同系物。(2)通式相同，但通式相同不一定是同系物。例如：乙醇與乙醚它們的通式都是CnH2n+2O,但他們官能團類別不同

5、,不是同系物。又如：乙烯與環(huán)丁烷,它們的通式都是CnH2n,但不是同系物。(3) 在分子組成上必須相差一個或若干個CH2原子團。但分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的物質卻不一定是同系物，如CH3CH2Br和CH3CH2CH2Cl都是鹵代烴，且組成相差一個CH2原子團，但二者不是同系物。(4)同系物具有相似的化學性質，物理性質有一定的遞變規(guī)律，如隨碳原子個數的增多，同系物的熔、沸點逐漸升高；如果碳原子個數相同，則有支鏈的熔、沸點低，且支鏈越對稱，熔、沸點越低。如沸點：正戊烷異戊烷新戊烷。同系物的密度一般隨著碳原子個數的增多而增大。 4、同分異構體的對象是化合物，屬于同分異構體的物質必須化學

6、式相同，結構不同，因而性質不同。具有“五同一異”，即同分子式、同最簡式、同元素、同相對原子式量、同質量分數、結構不同。屬于同分異構體的物質可以是有機物，如正丁烷和異丁烷；可以是有機物和無機物，如氰酸銨和尿素；也可以是無機物，如Pu(H2O)4Cl3和Pu(H2O)2Cl2·2H2O·Cl。 在有機物中，很多物質都存在同分異構體，中學階段涉及的同分異構體常見的有以下幾類： (1)碳鏈異構：指碳原子之間連接成不同的鏈狀或環(huán)狀結構而造成的異構。如C5H12有三種同分異構體，即正戊烷、異戊烷和新戊烷。 (2)位置異構(官能團位置異構)：指官能團或取代基在在碳鏈上的位置不同而造成的異

7、構。如1丁烯與2丁烯、1丙醇與2丙醇、鄰二甲苯與間二甲苯及對二甲苯。 (3)類別異構(又稱官能團異構)：指官能團不同而造成的異構，如1丁炔與1，3丁二烯、丙烯與環(huán)丙烷、乙醇與甲醚、丙醛與丙酮、乙酸與甲酸甲酯、葡萄糖與果糖、蔗糖與麥芽糖等。 (4)其他異構方式：如順反異構、對映異構（也叫做鏡像異構或手性異構）等，在中學階段的信息題中屢有涉及。 各類有機物類別異構體情況： CnH2n+2：只能是烷烴，而且只有碳鏈異構。如CH3(CH2)3CH3、CH3CH(CH3)CH2CH3、C(CH3)4 CnH2n：單烯烴、環(huán)烷烴。 如CH2=CHCH2CH3、CH3CH=CHCH3、CH2=C(CH3)2

8、、 、 CnH2n-2：炔烴、二烯烴、環(huán)烯烴。如：CHCCH2CH3、CH3CCCH3、CH2=CHCH=CH2、 CnH2n-6：芳香烴（苯及其同系物）。如： 、 、 CnH2n+2O：飽和脂肪醇、醚。如：CH3CH2CH2OH、CH3CH(OH)CH3、CH3OCH2CH­3 CnH2nO：醛、酮、環(huán)醚、環(huán)醇、烯基醇。如：CH3CH2CHO、CH3COCH3、CH2=CHCH2OH、 、 、 CnH2nO2：羧酸、酯、羥醛、羥基酮。如：CH3CH2COOH、CH3COOCH3、HCOOCH2CH3、HOCH2CH2CHO、CH3CH(OH)CHO、CH3COCH2OH CnH2n

9、+1NO2：硝基烷、氨基酸。如：CH3CH2NO2、H2NCH2COOH Cn(H2O)m：糖類。如： C6H12O6：CH2OH(CHOH)4CHO、CH2OH(CHOH)3COCH2OH C12H22O11：蔗糖、麥芽糖。 例1、下列各組物質中，兩者互為同分異構體的是( )。 CuSO4?3H2O和CuSO4?5H2O NH4CNO和CO(NH2)2 C2H5NO2和NH2CH2COOH Pu(H2O)4Cl3和Pu(H2O)2Cl2 ?2H2O?Cl A、 B、 C、 D、 解析：同分異構體是分子式相同，但結構不同。CuSO4?3H2O和CuSO4?5H2O組成就不同，不是同分異構體；N

10、H4CNO和CO(NH2)2分子式相同，二者結構不同，互為同分異構體；C2H5NO2和NH2CH2COOH，前者是硝基化合物，后者是氨基酸，分子式相同，屬于類別異構；Pu(H2O)4Cl3和Pu(H2O)2Cl2 ?2H2O?Cl，前者表示四個水分子直接和Pu相結合，后者中是兩分子的水和兩個氯離子與Pu相結合，所以結構不同，互為同分異構體。正確選項為B。 例2、下列各組物質，其中屬于同系物的是( )。 (1)乙烯和苯乙烯 (2)丙烯酸和油酸 (3)乙醇和丙二醇 (4)丁二烯與異戊二烯 (5)蔗糖與麥芽糖 A(1)(2)(3)(4) B(2)(4) C(1)(2)(4)(5) D(1)(2)(4) 解析：同系物是指結構相似，即組成元素相同，官能團