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同分异构现象

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新化合物的发现,为研究人员带来了新的研究课题,在此之前,科学界的人们倾向于化学性质是由物质的组成和温度来决定的这一说法。众人皆知,一个物质在某一种温度下可以呈固态;在另一种温度时则呈液态;;在更高的温度上则有可能成为气态。因此,当时的人们认为,如果分

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新化合物的发现,为研究人员带来了新的研究课题,在此之前,科学界的人们倾向于化学性质是由物质的组成和温度来决定的这一说法。众人皆知,一个物质在某一种温度下可以呈固态;在另一种温度时则呈液态;;在更高的温度上则有可能成为气态。因此,当时的人们认为,如果分析表明了某种物质的组成,那么这个物质的特性则是肯定的,不会有所改变。
  但是,在19世纪20年代,人们发现新的有机化合物中,存在着这样的物质,它们虽然具有相同的组成,而性质各不相同。当时,化学家武勒正在研究氰酸盐,在这种盐类中,每一种化合物都具有同样的可用来合成尿素质的基团。在实验中,他曾仔细地对氰酸盐的组分作过记录,即氧化银77.23%。氰酸22.77%。与此同时,化学有李比希在盖·吕萨克实验室工作,也曾对雷酸银进行过精确的定量分析,得出结果:氧化银77.53%,氰酸22.47%。可以看出,氰酸银和雷酸银的组分是一样的,但两种化合物的性质却截然不同。
  面对这样的情况,李比希用同样的方法对氰酸银进行了分析,核对了武勒得出的结果,他断言对方所得出的组分是错误的。武勒在对自己的实验进行重复之后,发现李比希的实验有误差,因为对方所用氰酸银不纯。经过再次核对,两人取得了近乎相同的组分,而它们却属于两种不同性质的化合物。这是怎么回事呢?
  为了解开这个使他们尴尬不已的秘密,李比希和武勒携手合作,结果却不容乐观,因为在实验中又多了一个令人头疼的化合物-三聚氰酸(h3o3c3n3)。这种白色化合物一经加热就形成氰酸(HOCN),而这两者又与雷酸(HONC)的组分完全一致。
  与李比希和武勒一样,贝采里乌斯也注意氰酸银和雷酸银在组成上完全一致的事实,但是他也不能自圆其说。盖·吕萨克想像实验得出的数据是正确的,但是他把性质不同归咎于元素相互化合方式的多变性。显然,问题的关键未能找出。
  1826年,法拉第从液化气中分离出两种碳氢化合物,即笨(C6H6)(C2H4)相同而比重是成油气的两倍。这时,法拉弟也知道了李比希和武勒的发现,并且认识到,这是元素同样比例但以不同方式相结合的另一情形。
  早在1825年,法拉第已从波斯石油中分离出了萘,并且已观察到当萘用硫酸处理后得到了两种组分相同的磺化衍生物。可惜的是,他没有再去对这两种磺化衍的性质进行深入的研究,从而失去一次伟大发现的优先权。
  除了有机物中这种怪现象,贝采里乌斯在这时已经知道了组成相同的两种锡的氧化物。武勒于1828年在加热氰酸铵时,意外地得到了尿素,这一次他又碰到了一对组成相同而性质不同的物质。
  早在1830年,贝采里乌斯提出了同分异构这一概念,用以解决上述物质组分相同而性质不同的问题。同时,他还试图把不同的情况进行分门别类。他将那些有相同元素、比例和分子量成倍数的化合物叫聚合物,如乙烯和丁烯;那些组分相同而结构不同的化合物叫变位并构体。
  但是,我们需要搞清楚的是,我们现在所讲的同分异构与贝采里乌斯所说的并非一码事。现在的含义,指的是具有相同组成和相同分子量的化合物。而聚合物则是用于那些组成相同的分子量成倍数关系的化合物。

(责任编辑:化学自习室)
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