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文档简介

1、同位素、同素异形体、同系物、同分异构体同位素、同素异形体、同系物、同分异构体同位 素、同素异形体、同系物、同分异构体同位素、同素异形体、同系物、同分异构体同位素、 同素异形体、同系物、同分异构体同位素、同素异形体、同系物、同分异构体同位素、同素 同位素、同素异形体物、同系物、同分异构体同位素、同素异形体、同系物、同分异构体这四个概念都带 有一个同字。分别对应同一元素的不同原子、同一元素形成的不同单 质、组成结构和性质相似的有机物、分子组成相同但结构不同的物质。 对于同一种物质本文没有列入讨论。同位素是指质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同 原子互称为同位素。把具有一定数目的质子和一定数目的

2、中子的一种 原子叫做核素。同位指核素的质子数相同,在周期表中占有相同的位 置。同位素中又有放射性同位素,化学书籍所列相对原子质量多数含 有小数就是大都存在同位素的缘故。相对于同位素,还有人提出同量 素概念,是指质子数和中子数都不同但质量数相同的核素。高考要求 是理解同位素概念,看懂并会写核素表示式,计算元素相对原子质量。 由于这个知识点题目相对容易,仅在第一年课标卷即2007年第9题 出现,难度系数0.89,所以以后再也没有出现。同素异形体在初中九年级教材叙述为由同种元素形成的不 同单质。大体可分为三类:物质中原子的排列不同,按照高中讲解是 连接方式不同,如金刚石和石墨;分子中的原子个数不同,

3、氧气和臭 氧;连接方式和分子中原子个数都不同,如红磷和白磷。中学阶段理 解同素异形体存在于第WA碳、VA磷、WA氧的理由。这样才有助 于记忆且同时理解其性质。硅元素原子核外电子有3层,半径大,原 子之间另一种键合时彼此键合能力弱,这既是含硅化合物远不及碳的原因,也是其同素异形体不易存在的理由。同理由于氮原子之间可以 以氮氮三键结合成为稳定的氮气分子,因此也是极难成为其他形式的 单质。至于氧的同素异形体可以与碳相类比,当然高考题中曾经以信 息介绍硫的同素异形体S8,笔者意见作为特例记忆合适。至于卤族, 由于其最外层7个电子,以共用一对电子成为稳定结构,当然不必形 成其他形式结合的同素异形体,还有

4、I、11为金属元素,可认为没有 其他形式的单质,IIIA族的铝也是金属。这样理解记忆即可。同素异 形体物理性质和化学性质均有不同,其中物理性质差别较为明显,如 熔、沸点和气味明显不同;化学性质也有不同,如石墨较金刚石稳定, 臭氧比氧气氧化性强,白磷在空气中可以自燃。值得一提的是,对于 常态下为固体的物质,熔化后成为相同的液体,它们的沸点就相同了, 如金刚石和石墨沸点就相同。应当注意,同素异形体之间的转化属于 化学变化。同系物是指结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2 原子团的物质互称。同系物概念的引入是为了对于种类繁多的有机 物研究和学习而做的。同系物是以官能团为基础所进行有机物的分类。

5、 结构相似是指具有相同的官能团。同系物有五同五不同。即元素相同、 官能团种类相同、官能团个数相同、化学性质相同、类别相同(属于 同一个系列),不同是分子式不同(相差N个CH2)、分子量(相对分 子质量相差14N)不同、物理性质不同(呈现有规律地变化)、各元 素所含质量分数不同(烯烃和环烷烃两系列例外)、名称不同。同系 物的概念还可以拓展,如系差为CH2OH的甲醇、乙二醇和丙三醇, 也可认为是同系物。上世纪八十年代(全国卷)曾经有过这类高考题, 九十年代之后至今再也没有出现。因此现行理综高考复习可不必做这 种拓展。同分异构体是指化合物具有相同的分子式,但具有不同结构的现 象称为同分异构现象。具有

6、同分异构现象的化合物互称为同分异构体。 这在高考中考得最多,属于基本年年必考的热点。同分异构体有四同、 两不同、两可(能)。五同是分子式相同、组成元素相同、各元素的 原子个数相同、各元素质量分数相同、实验式或最简式相同,其中第 一个相同决定了其他四项一定相同。不同的是物理性质不同和名称不 同。可能相同的是化学性质和物质类别。同分异构体题目求解涉及三 要素:概念、等效氢、有序性。概念是解决题目的前提,等效氢的判 断是解题的关键,而有序性则是解题的有效方法和步骤。概念:首先必须明确同分异构体的概念。同分异构体是分子式相 同而结构不同的物质,这里必须强调的是结构。所谓结构,应当是分 子中原子之间的连

7、接顺序和键性,即单键、双键、三键。这是现今高 考的要求。(注:广义的结构还应刚包括空间排布,即对映异构和顺 反异构,对于这两类异构体,本文不作讨论。)同分异构体由于分子 式相同、因此组成元素、元素原子个数、各元素质量分数、相同相对 分子质量以及实验式、最简式都相同。由于通常键性都相同,因此同 分异构体总是考虑原子间的连接顺序即可。等效氢:考虑分子内原子之间的连接顺序,就成为主要是氢原子 被取代的产物。这就是等效氢的判断,是同分异构体的关键,有几种 氢就有几种同分异构体。氢原子的种类与分子的对称性相关,具体可 分为同碳和不同碳两类。同碳上的氢一定属于等效氢,这是因为碳- 氢单键可以自由旋转;不同碳可分为链烃和芳烃。链烃如烷烃,可以 采取拉成一条直线的方法来判断,处于对称位置的碳原子等效,当然 相应的氢原子也等效。含苯环的芳烃一元取代之后存在邻、间、对三 种等效氢是因为存在一个通过取代基且垂直于苯环平面的对称面。有序性:有序是指不能跳跃,而要按照一定的条理分析等效氢。 一旦跳跃就容易遗漏或重复造成误判,即使没有误判也会耗时费力。 因此有序性也是求解同分异构体试题的必须。如2016年II卷第10题 丁烷二氯代物的同分异构体数目,首先应当列出2

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