高考化学考点：同位素及同素异形体辨析

　　同位素、同素异形体、同系物、同分异构体和同种物质的比较

　　。同位素、同素异形体、同系物和同分异构体的比较

　　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)。

　　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。