同位素同素异形体同系物同分异构体的异同Word文档格式.docx
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同位素同素异形体同系物同分异构体的异同Word文档格式.docx
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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
化学式
元素符号表示不同,如、、
元素符号表示相同,分子式可以不同,如O2和O3
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
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,但原子质量或质量数不同,从而其质谱行为、放射性转变和物理性质(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。
如金刚石和石墨的导电性、硬度均不同,虽都能与氧气反应生成CO2,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:
(1)组成分子的原子数目不同,例如:
O2和O3。
(2)晶格中原子的排列方式不同,例如:
金刚石和石墨。
(3)晶格中分子排列的方式不同,例如:
正交硫和单斜硫(高中不要求此种)。
注意:
同素异形体指的是由同种元素形成的结构不同的单质,如H2和D2的结构相同,不属于同素异形体。
3、同系物的对象是有机化合物,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。
(1)结构相似指的是组成元素相同,官能团的类别、官能团的数目及连接方式均相同。
结构相似不一定是完全相同,如CH3CH2CH3和(CH3)4C,前者无支链,后者有支链,但二者仍为同系物。
(2)通式相同,但通式相同不一定是同系物。
例如:
乙醇与乙醚它们的通式都是CnH2n+2O,但他们官能团类别不同,不是同系物。
又如:
乙烯与环丁烷,它们的通式都是CnH2n,但不是同系物。
(3)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是同系物,如CH3CH2Br和CH3CH2CH2Cl都是卤代烃,且组成相差一个CH2原子团,但二者不是同系物。
(4)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、同分异构体的对象是化合物,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是有机物,如正丁烷和异丁烷;
可以是有机物和无机物,如氰酸铵和尿素;
也可以是无机物,如[Pu(H2O)4]Cl3和[Pu(H2O)2Cl2]·
2H2O·
Cl。
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:
(1)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C5H12有三种同分异构体,即正戊烷、异戊烷和新戊烷。
(2)位置异构(官能团位置异构):
指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。
(3)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、蔗糖与麦芽糖等。
(4)其他异构方式:
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:
⑴CnH2n+2:
只能是烷烃,而且只有碳链异构。
如CH3(CH2)3CH3、CH3CH(CH3)CH2CH3、C(CH3)4
⑵CnH2n:
单烯烃、环烷烃。
如CH2=CHCH2CH3、CH3CH=CHCH3、CH2=C(CH3)2、、
⑶CnH2n-2:
炔烃、二烯烃、环烯烃。
如:
CH≡CCH2CH3、CH3C≡CCH3、CH2=CHCH=CH2、
⑷CnH2n-6:
芳香烃(苯及其同系物)。
、、
⑸CnH2n+2O:
饱和脂肪醇、醚。
CH3CH2CH2OH、CH3CH(OH)CH3、CH3OCH2CH3
⑹CnH2nO:
醛、酮、环醚、环醇、烯基醇。
CH3CH2CHO、CH3COCH3、CH2=CHCH2OH、
⑺CnH2nO2:
羧酸、酯、羟醛、羟基酮。
CH3CH2COOH、CH3COOCH3、HCOOCH2CH3、
HOCH2CH2CHO、CH3CH(OH)CHO、CH3COCH2OH
⑻CnH2n+1NO2:
硝基烷、氨基酸。
CH3CH2NO2、H2NCH2COOH
⑼Cn(H2O)m:
糖类。
C6H12O6:
CH2OH(CHOH)4CHO、CH2OH(CHOH)3COCH2OH
C12H22O11:
蔗糖、麦芽糖。
例1、下列各组物质中,两者互为同分异构体的是()。
①CuSO4?
3H2O和CuSO4?
5H2O②NH4CNO和CO(NH2)2
③C2H5NO2和NH2CH2COOH
④[Pu(H2O)4]Cl3和[Pu(H2O)2Cl2]?
2H2O?
Cl
A、①②③B、②③④C、②③D、③④
解析:
同分异构体是分子式相同,但结构不同。
CuSO4?
5H2O组成就不同,不是同分异构体;
NH4CNO和CO(NH2)2分子式相同,二者结构不同,互为同分异构体;
C2H5NO2和NH2CH2COOH,前者是硝基化合物,后者是氨基酸,分子式相同,属于类别异构;
[Pu(H2O)4]Cl3和[Pu(H2O)2Cl2]?
Cl,前者表示四个水分子直接和Pu相结合,后者中是两分子的水和两个氯离子与Pu相结合,所以结构不同,互为同分异构体。
正确选项为B。
例2、下列各组物质,其中属于同系物的是()。
(1)乙烯和苯乙烯
(2)丙烯酸和油酸 (3)乙醇和丙二醇
(4)丁二烯与异戊二烯 (5)蔗糖与麦芽糖
A.
(1)
(2)(3)(4) B.
(2)(4)
C.
(1)
(2)(4)(5) D.
(1)
(2)(4)
同系物是指结构相似,即组成元素相同,官能团种类、个数相同,在分子组成上相差一个或若干个
CH2原子团,即分子组成通式相同的物质。
乙烯和苯乙烯,后者含有苯环而前者没有;
丙烯酸和油酸含有的官能
团都是双键和羧基,而且数目相同所以是同系物;
乙醇和丙二醇官能团的数目不同;
丁二烯与异戊二烯都是共
轭二烯烃,是同系物;
蔗糖和麦芽糖是同分异构体而不是同系物。
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- 同位素 同素异形体 同系物 同分异构 异同