同位素同分异构体的比较

同位素 同素异形体 同系物 同分异构体的异同同位素 同素异形体 同系物 同分异构体的异同 一 定义一 定义 同位素 同位素 质子数相同 中子数不同的原子 核素 同素异形体 同素异形体 由同一种元素组成的不同单质 同系物 同系物 结构相似 分子组成相差一个或若干个 CH2 基团的物质 同分异构体 同分异构体 分子式相同 结构不同的化合物 二 不同点二 不同点 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 CnH2n 2 只能是烷烃 而且只有碳链异构 如 CH3 CH2 3CH3 CH3CH CH3 CH2CH3 C CH3 4 CnH2n 单烯烃 环烷烃 如 CH2 CHCH2CH3 CH3CH CHCH3 CH2 C CH3 2 CnH2n 2 炔烃 二烯烃 环烯烃 如 CH CCH2CH3 CH3C CCH3 CH2 CHCH CH2 CnH2n 6 芳香烃 苯及其同系物 如 CnH2n 2O 饱和脂肪醇 醚 如 CH3CH2CH2OH CH3CH OH CH3 CH3OCH2CH3 例 1 下列各组物质中 两者互为同分异构体的是 CuSO4 3H2O 和 CuSO4 5H2O NH4CNO 和 CO NH2 2 C2H5NO2和 NH2CH2COOH Pu H2O 4 Cl3和 Pu H2O 2Cl2 2H2OCl A B C D 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 解析 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