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化学基本概念反映化学事实的本质属性,是学习的基础。明确概念的内涵与外延,是正确思维的要素,也是判断和推理的基础,因此在概念的学习中,让学生掌握、运用概念,尤为重要。同系物、同分异构体、同一物质、同素异形体、同位素有机化学中几个经常用到的概念,也是同学们经常混淆的概念。下面就对这几个概念的区别加以详细的论述。
一、同系物:分子式不同,结构相似,在分子组成上相差若干个—CH2—原子团的化合物互称同系物。
对同系物的理解要注意以下几点:
①必须是符合同一通式同一类物质,,化学式一定不同,而且符合同一通式的并不一定就是同系物。
②结构相似,是结构特点相似,并不是完全相同。如异丁烷与正戊烷,前者有支链,后者没有。
③结构相似,但性质却有时相差较大,甲苯与苯。
④官能团一定要相同,并且官能团数目也要相同。
二、同分异构体:分子式相同,结构不同的化合物互为同分异构体。
1、对“分子式相同”的理解:
①分子量相同的有机物一定有相同的分子式吗?不一定,如甲酸和乙醇(式量46)、乙酸和丙醇(式量60)、丙酸和丁醇(式量74)、壬烷(C9H20)和萘(C10H8)(式量128)等。
②组成元素相同且最简式也相同的有机物一定有相同的分子式吗?不一定,如环丙烷和乙烯、乙炔和苯、甲醛和乙酸和葡萄糖等。
③分子量相同、元素百分含量相同(或最简式相同)的有机物一定有相同的分子式吗?一定。
2、对“结构不同”的理解:这里的结构是指空间构型不同,要注意结构简式书写的等效性。如CH2Cl2与CCl2H2就是同一种结构,只是书写方式不同罢了。
3、对“化合物”的理解:
①有机化合物之间可以互为同分异构体;有机化合物和无机化合物之间可以互为同分异构体,如NH4CNO和CO(NH2)2,前者为无机化合物,后者为有机化合物;无机化合物之间也可以互为同分异构体。
②既不是单质,也不是混合物,也不是原子,如O2和O3;H、T、D就不可以互称同分异构体。再者,如淀粉与纤维素,分子式均为(C5H10O5)n,但是,他们分别都是混合物。又如,聚1-丁烯和聚2-丁烯也都是混合物,所以他们都不能互称同分异构体。
三、同一种物质:分子式相同,结构相同的物质。
这里的结构相同,对于有机物来讲,是指具有相同的主链、相同的支链;或可以说具有相同的名称。这里要注意结构简式书写的等效性。
四、同素异形体:同种元素的原子形成的不同单质互称同素异形体。
如:O2和O3、金钢石和石墨、白磷和红磷及黑磷等。
五、同位素:同种元素的不同原子互称同位素。
如:1H、2H、3H;16O、18O;35Cl、37Cl等。
六、下面将几种概念的区别总结如下:
种类 | 概念区别 | 组成元素 | 结构 | 类别 | 原子数目 |
同系物 | 结构相似,相差若干个-CH2-原子团 | 相同 | 相似 | 化合物 | 不同 |
同分异构体 | 分子式相同,结构不同的化合物互为同分异构体 | 相同 | 不同 | 化合物 | 相同 |
同一种物质 | | 相同 | 相同 | 单质或化合物 | 相同 |
同素异形体 | 同种元素的原子形成的不同单质 | 相同 | 不同 | 单质 | 不同 |
同位素 | 质子数相同而中子数不同 | 相同 | 不同 | 原子 | |
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