同素异形体和同分异构体(
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有机物的同分异构体知识点汇总1.同分异构体是指化合物具有相同的分子式,但具有不同结构的现象。
这种现象在有机化合物中广泛存在,也存在于某些无机化合物中。
2.同系物、同分异构体、同素异形体和同位素是四种不同的概念。
同系物指结构相似、组成相差CH2原子团的有机物,同分异构体指分子式相同但结构不同的化合物,同素异形体指单质中同一元素性质不同的形态,同位素指原子质子数相同但中子数不同的原子。
3.分子结构不同是由分子里原子或原子团的排列方式不同而引起的。
同分异构现象在某些化合物中强烈存在,而在分子组成、分子结构越简单的化合物中,同分异构现象越弱。
4.同分异构体之间的化学性质可能相同也可能不同,但它们的物理性质一定不同。
在同分异构体中,分子里支链越多,熔沸点一般越低。
5.分子式相同则相对分子质量必然相同,但相对分子质量相同而分子式不一定相同。
最简式相同的化合物不一定是同分异构体。
同分异构体是指由相同的元素组成,但分子结构不同的化合物。
在有机化学中,同分异构现象非常普遍,主要包括四种类型:碳链异构、官能团位置异构、官能团类别异构和顺反异构。
碳链异构是指由于碳原子连接次序不同引起的异构,例如正丁烷和异丁烷。
因为烷烃分子中没有官能团,所以只存在碳链异构。
另外,戊醛和2-甲基丁醛也属于碳链异构。
官能团位置异构是指由于官能团位置不同引起的异构,例如CH3CH=CHCH3和CH3CH2CH=CH2,以及1-丁醇和2-丁醇。
含有官能团的有机物一般都存在官能团位置异构。
官能团类别异构是指分子式相同,但官能团类型不同所引起的异构。
除了烷烃以外,绝大多数有机化合物分子都存在官能团类别异构体。
例如炔烃、二烯烃、芳香烃、饱和脂肪醇、醚、醛、酮、环醚、环醇、烯基醇、羧酸、酯、羟醛等。
顺反异构是指在立体化学中,分子中的两个官能团或基团的位置关系不同,导致分子的手性不同。
顺反异构体是一种非常特殊的同分异构体,例如L-和D-葡萄糖就是顺反异构体。
元素的分类周期表中的元素可分为金属元素和非金属元素。
元素的分类:同素异形体定义:同一种元素组成的性质不同的单质叫做同素异形体。
如碳元素就有金刚石、石墨、无定形碳等同素异形体。
注意事项:由于构成物质的原子(或分子)的排列不同,或原子的成键、排列方式不同,使得同一种元素产生多种单质。
各种同素异形体都是不同的物质,具有不同的物理性质,但化学性质不一定不同。
初中化学常见的同素异形体:氧气,臭氧金刚石,碳,石墨红磷,白磷元素周期表规律总结元素周期表规律原子半径除第1周期外,其他周期元素(惰性气体元素除外)的原子半径随原子序数的递增而减小;同一族的元素从上到下,随电子层数增多,原子半径增大。
元素化合价除第1周期外,同周期从左到右,元素最高正价由碱金属+1递增到+7,非金属元素负价由碳族-4递增到-1(氟无正价,氧无+6价,除外);同一主族的元素的最高正价、负价均相同单质的熔点同一周期元素随原子序数的递增,元素组成的金属单质的熔点递增,非金属单质的熔点递减;同一族元素从上到下,元素组成的金属单质的熔点递减,非金属单质的熔点递增元素的金属性与非金属性同一周期的元素从左到右金属性递减,非金属性递增;同一主族元素从上到下金属性递增,非金属性递减。
最高价氧化物和水化物的酸碱性元素的金属性越强,其最高价氧化物的水化物的碱性越强;元素的非金属性越强,最高价氧化物的水化物的酸性越强。
非金属气态氢化物元素非金属性越强,气态氢化物越稳定。
同周期非金属元素的非金属性越强,其气态氢化物水溶液一般酸性越强;同主族非金属元素的非金属性越强,其气态氢化物水溶液的酸性越弱。
单质的氧化性、还原性一般元素的金属性越强,其单质的还原性越强,其氧化物的氧离子氧化性越弱;元素的非金属性越强,其单质的氧化性越强,其简单阴离子的还原性越弱。
主族化学元素顺口溜氢锂钠钾铷铯钫——请李娜加入私访铍镁钙锶钡镭——媲美盖茨被雷硼铝镓铟铊——碰女嫁音他碳硅锗锡铅——探归者西迁氮磷砷锑铋——蛋临身体闭氧硫硒碲钋——养牛西蹄扑氟氯溴碘砹——父女绣点爱氦氖氩氪氙氡——害耐亚克先动元素的推断元素推断题:元素推断题是中学化学练习中的一种重要题型,该类题型以原子结构、周期表等为题干,集基本概念、基础理论及元素化合物知识于一身,具有综合性比较强的特点。
同分异构体,同位素,同系物,同素异形体的定义In the field of chemistry, there are several terms thatrefer to different forms or variations of the same chemical element. These terms include: isotopes, allotropes, isomers, and isobars. While they may sound similar, each of these terms carries a specific meaning in the context of chemistry.在化学领域中,有几个词汇用于指代同一种化学元素的不同形式或变异。
这些术语包括:同位素、同素异构体、同分异构体和同质庄稼。
尽管它们听起来很相似,但每个术语在化学的上下文中都有着特定的含义。
Let's start with isotopes. Isotopes are atoms of the same element that have different numbers of neutrons in their nuclei. This means that while isotopes have the same number of protons and electrons, they differ in their atomic mass. For example, carbon-12 and carbon-14 are both isotopes of carbon, as they have the same number of protons (6) but different numbers of neutrons (6 and 8 respectively).让我们先从同位素开始。
同素异形体和同分异构体的概念嘿,朋友们!今天咱来聊聊化学里特别有意思的两个概念,同素异形体和同分异构体。
先来说说同素异形体吧,这就好比是一群兄弟,都是同一个“妈”生的,也就是同一种元素,但长得却不一样,性格特点也不同。
就像氧气和臭氧,都是氧元素组成的呢。
氧气咱都熟悉呀,咱呼吸可少不了它。
那臭氧呢,有时候在大气层能帮咱挡挡紫外线,可要是在地面浓度高了,还会让人不舒服呢!你说神奇不神奇?这不就像一家人里,有的孩子性格温和,有的孩子却有点小脾气嘛!再讲讲同分异构体,这就好像是同一个菜谱,做出了不同模样、不同口味的菜。
同样的化学式,但是结构不一样,性质也就大不同啦。
就拿戊烷来说吧,它有正戊烷、异戊烷和新戊烷这几种同分异构体呢。
正戊烷就像个规规矩矩的好孩子,比较稳定;而异戊烷呢,就有点调皮捣蛋啦;新戊烷更是特别,像个有个性的小家伙。
这就好比同样是用面粉做面包,有的做成了圆面包,有的做成了长面包,味道和口感还都不一样呢!你想想啊,这世界要是没有同素异形体和同分异构体,那该多单调呀!都是千篇一律的东西,多没意思。
正是有了它们,化学的世界才变得如此丰富多彩,充满了惊喜和奥秘。
就像我们的生活一样,每个人都是独一无二的,虽然可能有着相同的出身或者经历,但最后呈现出来的样子和人生却是各不相同的。
这不就是现实版的同素异形体和同分异构体嘛!而且,这也告诉我们一个道理呀,不要小瞧任何一个看起来普通的东西,说不定它背后有着你意想不到的奇妙之处呢!同素异形体和同分异构体的存在,让我们知道了这个世界充满了无限的可能。
它们就像是隐藏在化学世界里的宝藏,等待着我们去挖掘,去发现。
我们可以通过研究它们,更好地理解物质的本质和变化规律。
这多有趣呀!所以呀,我们要保持一颗好奇的心,去探索这些神奇的概念,去感受化学的魅力。
说不定,在这个过程中,我们还能发现更多意想不到的惊喜呢!难道不是吗?反正我是这么觉得的,你们呢?。
同分异构体同位素同素异形体一、同分异构体1.1 定义同分异构体是指分子式相同、结构不同的化合物。
它们具有相同的分子式,但其原子排列或立体构型有所差异。
1.2 特点•同分异构体具有相同的分子式,但其物理性质和化学性质有所不同。
•它们的存在引起了化学反应速率、平衡常数等方面的变化。
1.3 举例说明同分异构体的典型例子是丙酮和乙醇,它们的分子式都是C3H6O,但它们的结构不同。
丙酮是一个含有酮基的化合物,而乙醇是一个含有羟基的化合物。
二、同位素2.1 定义同位素是指具有相同原子序数(即核电荷数)Z的原子,但核子数A不同的元素。
2.2 特点•同位素具有相同的化学性质,但物理性质有所不同。
•它们在核反应、放射性衰变和同位素标记等方面具有广泛的应用。
2.3 举例说明同位素的典型例子是氢的三种同位素:氢-1H、氘-2H和氚-3H。
它们的原子序数都是1,但核子数分别为1、2和3,所以它们的质量数不同。
三、同素异形体3.1 定义同素异形体是指分子式相同、立体结构不同的化合物。
它们具有相同的分子式,但空间构型不同。
3.2 特点•同素异形体的物理性质和化学性质可能有所不同。
•它们的存在导致了药物活性、生物学效应等方面的变化。
3.3 举例说明同素异形体的典型例子是葡萄糖和果糖,它们的分子式都是C6H12O6,但它们的立体结构不同。
葡萄糖是一种左旋的异构体,而果糖是一种右旋的异构体。
四、同分异构体、同位素和同素异形体的联系与区别4.1 联系同分异构体、同位素和同素异形体都是在化学分子中出现的现象,它们都与原子的排列或结构有关,导致了不同的性质和效应。
它们在化学领域的研究和应用中起着重要的作用。
4.2 区别•同分异构体和同素异形体的区别在于它们的结构不同,同分异构体的结构差异在于原子排列或立体构型的不同,而同素异形体的结构差异在于空间构型的不同。
•同位素与同分异构体、同素异形体的区别在于核子数的不同,同位素具有相同的原子序数,但核子数不同。
同分异构体同位素同素异形体同分异构体同分异构体指的是化学式相同、结构不同的分子。
它们具有相同的分子式,但它们的原子排列方式不同,因此具有不同的物理和化学性质。
例如,乙醇和甲基乙醇都是C2H6O,但它们的结构不同,因此具有不同的物理和化学性质。
1.分类根据其结构特点可将其分为以下几类:(1)顺反异构体:顺反异构体是指在空间中两个取代基围绕单个碳原子旋转所形成的异构体。
其中一种顺式异构体中两个取代基在空间中位于相邻位置,而另一种反式异构体中两个取代基位于相对位置。
(2)立体异构体:立体异构体是由于原子或取代基之间在空间中的排列方式而形成的。
例如,光学异构体就是一种立体异构体。
(3)环状异构体:环状异构体是由于分子内部存在环状结构而形成的。
同分异构体在生命科学、医药等领域具有广泛应用。
例如,在制药过程中,需要制备纯度高、活性好、副作用小的药物,而同分异构体的存在可能会影响药物的效果和安全性。
因此,对于药物的研究和开发,需要对同分异构体进行深入研究。
同位素同位素指的是具有相同的原子序数但质量数不同的原子。
例如,氢原子有三种同位素:氢-1、氘-2和氚-3。
它们具有相同数量的质子(即原子序数),但其中氘和氚还具有中子,因此它们质量数不同。
1.分类根据其质量数可将其分为以下几类:(1)放射性同位素:放射性同位素是指具有不稳定核的同位素。
这些核会通过放射性衰变释放出能量并转变为其他元素。
(2)稳定同位素:稳定同位素是指具有稳定核的同位素。
这些核不会通过放射性衰变转变为其他元素。
在生命科学、医药等领域中,同位素广泛应用于标记、追踪、诊断等方面。
例如,在医学影像学中,利用放射性同位素可以制备出各种显像剂,并通过显像技术观察人体内部的生理和病理变化。
此外,同位素还可以用于追踪生物分子在体内的代谢过程,进而加深对生物分子功能的认识。
同素异形体同素异形体指的是由于原子或取代基之间在空间中的排列方式而形成的同位素分子。
例如,氨基酸中存在两种同素异构体:L-型和D-型。
张浩祥对于同位素、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们的异同:同位素:质子数相同,中子数不同的原子(核素)对象原子同素异形体:由同一种元素组成的不同单质。
对象单质同系物; 结构相似,分子组成相差一个或若干个CH2基团的物质对象化合物同分异构体: 分子式相同,结构不同的化合物对象化合物说明: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。
1、同系物:结构相似,分子组成相差一个或若干个CH2原子的物质CH4和CH2H6
2、同分异构体:化合物具有相同的分子式,但具有不同结构(这个需要结构式)
*一个是物质不同*一个是结构不同
A同系物就是结构相似,分子式相差一个或多个CH2 的物质,在有机物中存在,如烷烃
B同分异构体就是化学式一致,但是结构式排布不一致的两种物质
C同位素就是在一种元素中存在着质子相同,中子数不同的数种核素(上面的“水和重水”的说法是不对的),如氢元素中的氕、氘、氚
D同素异型体就是构成的元素相同,但由于原子排列不同,形成不同性质的物质,如O2 和O3。
同位素、同素异形体、同系物、同分异构体和同种物质的比较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,化学性质相同物理性质不同,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)。
同系物和同分异构体同素异形体同位素表格对比
同素异形体是由同种元素组成的不同单质的互称;同位素是质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子的互称;同分异构体是分子式相同而结构式不同的化合物的互称;同系物是结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质。
同素异形体,同位素,同分异构体,同系物的区分:
1、研究对象不同
同系物和同分异构体研究的是化合物;同素异形体研究的是单质;同位素研究的是原子。
2、结构不同
同位素的电子层结构相同,原子核结构不同;同素异形体的单质的组成或结构不同;同系物的结构相似;同分异构体的结构相同。
3、性质不同
同位素的物理性质不同,化学性质相同;同素异形体的物理性质不同,化学性质相同;同系物的物理性质不同,化学性质相似;同分异构体的物理性质不同,化学性质不一定相同。
4、化学式不同
同位素的元素符号表示不同;同素异形体的元素符号表示相同,分子式可以不同;同系物的化学式不同;同分异构体的化学式相同。
同位素、同素异形体、同系物、同分异构体同位素、同素异形体、同系物、同分异构体这四个概念都带有一个同字。
分别对应同一元素的不同原子、同一元素形成的不同单质、组成结构和性质相似的有机物、分子组成相同但结构不同的物质。
对于同一种物质本文没有列入讨论。
同位素是指质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同原子互称为同位素。
把具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子叫做核素。
同位指核素的质子数相同,在周期表中占有相同的位置。
同位素中又有放射性同位素,化学书籍所列相对原子质量多数含有小数就是大都存在同位素的缘故。
相对于同位素,还有人提出同量素概念,是指质子数和中子数都不同但质量数相同的核素。
高考要求是理解同位素概念,看懂并会写核素表示式,计算元素相对原子质量。
由于这个知识点题目相对容易,仅在第一年课标卷即2007年第9题出现,难度系数0.89,所以以后再也没有出现。
同素异形体在初中九年级教材叙述为由同种元素形成的不同单质。
大体可分为三类:物质中原子的排列不同,按照高中讲解是连接方式不同,如金刚石和石墨;分子中的原子个数不同,氧气和臭氧;连接方式和分子中原子个数都不同,如红磷和白磷。
中学阶段理解同素异形体存在于第ⅣA碳、ⅤA磷、ⅥA氧的理由。
这样才有助于记忆且同时理解其性质。
硅元素原子核外电子有3层,半径大,原子之间另一种键合时彼此键合能力弱,这既是含硅化合物远不及碳的原因,也是其同素异形体不易存在的理由。
同理由于氮原子之间可以以氮氮三键结合成为稳定的氮气分子,因此也是极难成为其他形式的单质。
至于氧的同素异形体可以与碳相类比,当然高考题中曾经以信息介绍硫的同素异形体S8,笔者意见作为特例记忆合适。
至于卤族,由于其最外层7个电子,以共用一对电子成为稳定结构,当然不必形成其他形式结合的同素异形体,还有Ⅰ、Ⅱ为金属元素,可认为没有其他形式的单质,ⅢA族的铝也是金属。
这样理解记忆即可。
同素异形体物理性质和化学性质均有不同,其中物理性质差别较为明显,如熔、沸点和气味明显不同;化学性质也有不同,如石墨较金刚石稳定,臭氧比氧气氧化性强,白磷在空气中可以自燃。