同位素、同素异形体、同系物、同分异构体和同种物质的比较

1、同位素、同素异形体、同系物、同分异构体 与同种物质的比较化学基本概念反映化学物质的本质属性,就是化学的基础。明确概念的内涵与外延, 就是正确把握知识的要素,也就是正确判断与推理的基础,因此在概念的教学中,让学生 掌握、运用概念,尤为重要。同位素、同素异形体、同系物、同分异构体与同一种物质等 化学中几个经常用到的概念,也就是一些同学经常混淆的概念,下面就这几个概念的区别 加以详细的说明。对于同位素、同素异形体、同系物与同分异构体这四个概念,学习时应着重从其定义、 对象、化学式、结构与性质等方面进行比较,抓住各自的不同点,从而理解与掌握。这几个概 念都表明了事物之间的关系,下表列出了比较了它们的异

2、同:同位素同素异形体同系物同分异构体定义质子数相同，中子数不 同的原子（核素）由同一种元素组成 的不同单质结构相似,分子组 成相差一个或若 干个CH2基团的物 质分子式相同，结 构不同的化合 物对象原子单质化合物化合物化学 式兀素符号表示不同，如 :丹:丹、 、元素符号表示相 同，分子式可以不 同，如02与03不同相同结构电子层结构相同，原子 核结构不同单质的组成或结构不同相似不同性质物理性质不同，化学性 质相同物理性质不同，化 学性质相同物理性质不同，化 学性质相似物理性质不同， 化学性质不一 定相同说明:1、同位素的对象就是原子,在元素周期表上占有同一位置 ,化学性质基本相同 ,但 原子质

3、量或质量数不同 ,从而其质谱行为、 放射性转变与物理性质 （例如在气态下的 扩散本领 ）有所差异。2、同素异形体的对象就是单质,同素异形体的组成元素相同,结构不同,物理性质差异 较大,化学性质有相似性,但也有差异。如金刚石与石墨的导电性、硬度均不同,虽都能与 氧气反应生成C02,由于反应的热效应不同，二者的稳定性不同(石墨比金刚石能量低，石 墨比金刚石稳定)。同素异形体的形成方式有三种:组成分子的原子数目不同,例如：02与03。晶格中原子的排列方式不同,例如:金刚石与石墨。晶格中分子排列的方式不同,例如：正交硫与单斜硫(高中不要求此种)。注意：同素异形体指的就是由同种元素形成的结构不同的单质，

4、如h2与d2的结构相同，不 属于同素异形体。3、同系物的对象就是有机化合物，属于同系物的有机物必须结构相似，在有机物的分类中， 属于同一类物质，通式相同，化学性质相似，差异就是分子式不同，相对分子质量不同，在组成 上相差一个或若干个CH2原子团，相对分子质量相差14的整数倍，如分子中含碳原子数不同 的烷烃之间就属于同系物。结构相似指的就是组成元素相同，官能团的类别、官能团的数目及连接方式均相同。 结构相似不一定就是完全相同，如CH CH CH与(CH) C，前者无支链，后者有支链，但二者仍为3233 4同系物。(2 )通式相同，但通式相同不一定就是同系物。例如：乙醇与乙醚它们的通式都就是CH

5、O, n 2n+2 但她们官能团类别不同，不就是同系物。又如：乙烯与环丁烷，它们的通式都就是C H ,但不就 n2n 是同系物。在分子组成上必须相差一个或若干个CH2原子团。但分子组成上相差一个或若干个CH2 原子团的物质却不一定就是同系物，如CHCHB；与CHCHCHCl都就是卤代烃，且组成相差一32322个CH2原子团，但二者不就是同系物。同系物具有相似的化学性质，物理性质有一定的递变规律，如随碳原子个数的增多，同 系物的熔、沸点逐渐升高;如果碳原子个数相同，则有支链的熔、沸点低，且支链越对称，熔、 沸点越低。如沸点:正戊烷异戊烷新戊烷。同系物的密度一般随着碳原子个数的增多而 增大。4、同

6、分异构体的对象就是化合物，属于同分异构体的物质必须化学式相同，结构不同，因 而性质不同。具有“五同一异”，即同分子式、同最简式、同元素、同相对原子式量、同质 量分数、结构不同。属于同分异构体的物质可以就是有机物，如正丁烷与异丁烷;可以就是有 机物与无机物，如氰酸铵与尿素；也可以就是无机物，如Pu(HO) Cl与243 Pu(H O) Cl 2H0 Cl。2 2 2 2在有机物中，很多物质都存在同分异构体，中学阶段涉及的同分异构体常见的有以下几类：碳链异构:指碳原子之间连接成不同的链状或环状结构而造成的异构。如C5hi2有三种 同分异构体，即正戊烷、异戊烷与新戊烷。位置异构(官能团位置异构)：指

7、官能团或取代基在在碳链上的位置不同而造成的异构。如1丁烯与2丁烯、1丙醇与2丙醇、邻二甲苯与间二甲苯及对二甲苯。类别异构(又称官能团异构):指官能团不同而造成的异构,如1丁炔与1,3丁二烯、丙烯与环丙烷、乙醇与甲醚、丙醛与丙酮、乙酸与甲酸甲酯、葡萄糖与果糖、蔗糖与麦芽糖其她异构方式:如顺反异构、对映异构(也叫做镜像异构或手性异构)等,在中学阶段的 信息题中屡有涉及。各类有机物类别异构体情况:CH :只能就是烷烃,而且只有碳链异构。如CH (CH) CH、CH CH(CH )CH CH . C(CH)n 2n+23 2 3 3 3 3 2 3 3 4 CH :单烯烃、环烷烃。n 2nCH2CPC

8、HsCH2CPCHsCH=CH C H :炔烃、二烯烃、环烯烃。如：CH三CCH CH、CH C三CCH、CH =CHCH=CH、 n 2n-22 3 3 3 2 2CH :芳香烃(苯及其同系物)。n CH :芳香烃(苯及其同系物)。n 2n-6CH 0:饱与脂肪醇、醚。如:CHCHCHOH、CHCH(0H)CH、CH OCH CHn 2n+23 2 2 3 3 3 2 3CH O:醛、酮、环醚、环醇、烯基醇。如：CHCHCHO、CH COCH、 n 2n3 2 3 3CH =CHCH OH、22/理ch2-ch2ch2-ch2o 一 ch2CH2CPCH3CH 0:羧酸、酯、羟醛、羟基酮。如:CHCHC00H、CH C00CH、HC00CH CH、n 2n 23 2 3 3 2 3H0CH CH CH0、 CH CH(0H)CH0、 CH C0CH 0H2 2 3 3 2CH N0 :硝基烷、氨基酸