同位素,同素异形体,同系物,同分异构体的异同

1、同位素，同素异形体， 同系物，同分异构体的异同化学基本概念反映化学物质的本质属性， 是化学的基础。 明确概念的内涵与外延， 是正确把 握知识的要素， 也是正确判断和推理的基础， 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、同分异构体和同一种物质等化学中几个经常用到 的概念，也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、 同系物和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、结构和性质等方面进行比较，抓住各自的不同点，从而理解和掌握。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

2、们的异同：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不同性质物理性质不同，物理性质不同，物理性质不同，物理性质不同，化学性质相同化学性质相同化学性质相似 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

3、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 )。H2 和 D2 的

4、结构相同，不注意：同素异形体指的是由同种元素形成的结构不同的单质，如 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

5、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 CH3CH2CH2CI 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

6、。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)4CI3和Pu(H2O)2CI2 2H2O QI。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：C5H12 有三种(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 同分异构体，即正戊烷、

7、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。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)CH2C

8、H3 、 C(CH3)4CnH2n：单烯烃、环烷烃。CH2=CHCH2CH3 、 CH3CH=CHCH3 、 CH2=C(CH3)2 、CnH2n-2 :炔烃、二烯烃、环烯烃。如如: CH 三CCH2CH3、CH3C三 CCH3、CH2=CHCH=CH2、CnH2n-6 ：芳香烃(苯及其同系物) 。如：-3CnH2n+2O ：饱和脂肪醇、醚。如：CH3CH2CH2OH 、CH3CH(OH)CH3 、 CH3OCH2CHCnH2nO :醛、酮、环醚、环醇、烯基醇。女口： CH3CH2CHO、CH3COCH3、CH2=CHCH2OH、CnH2nO2 :羧酸、酯、羟醛、羟基酮。如: CH3CH2CO

9、OH 、 CH3COOCH3 、 HCOOCH2CH3 、HOCH2CH2CHO 、 CH3CH(OH)CHO 、 CH3COCH2OH CnH2n+1NO2 :硝基烷、氨基酸。如:CH3CH2NO2 、 H2NCH2COOH Cn(H2O)m :糖类。 如: C6H12O6 : CH2OH(CHOH)4CHO 、 CH2OH(CHOH)3COCH2OHC12H22O11 :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 (CuSO4?3H2O 和 CuSO4?5H2O NH4CNO 和 CO(NH2)2 C2H5NO2 和 NH2CH2COOHPu(H2O)4CI3 和Pu

10、(H2O)2CI2 ?2H2O?CIA、B、C、D、但结构不同。 CuSO4?3H2O 和 CuSO4?5H2O 组成就不同，CO(NH2)2 分子式相同，二者结构不同，互为同分异构体；解析： 同分异构体是分子式相同， 不是同分异构体； NH4CNO 和 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)4CI3和Pu(H2O)2CI2 ?2H2O?CI，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，