同位素、同素異形體、同系物、同分異構體，你還傻傻分不清楚？

化學姐說

對於同位素、同素異形體、同系物和同分異構體這四個概念，學習時應著重從其定義、對象、化學式、結構和性質等方面進行比較，抓住各自的不同點，從而理解和掌握。

1、同位素的對象是原子，在元素周期表上佔有同一位置,化學性質基本相同,但原子質量或質量數不同,從而其質譜行為、放射性轉變和物理性質(例如在氣態下的擴散本領)有所差異。

2、同素異形體的對象是單質，同素異形體的組成元素相同，結構不同，物理性質差異較大，化學性質有相似性，但也有差異。如金剛石和石墨的導電性、硬度均不同，雖都能與氧氣反應生成CO2，由於反應的熱效應不同，二者的穩定性不同（石墨比金剛石能量低，石墨比金剛石穩定）。

同素異形體的形成方式有三種：

(1)組成分子的原子數目不同，例如： O2和O3 。

(2)晶格中原子的排列方式不同，例如：金剛石和石墨。

(3)晶格中分子排列的方式不同，例如：正交硫和單斜硫(高中不要求此種)。

注意：同素異形體指的是由同種元素形成的結構不同的單質，如H2和D2的結構相同，不屬於同素異形體。

3、同系物的對象是有機化合物，屬於同系物的有機物必須結構相似，在有機物的分類中，屬於同一類物質，通式相同，化學性質相似，差異是分子式不同，相對分子質量不同，在組成上相差一個或若干個CH2原子團，相對分子質量相差14的整數倍，如分子中含碳原子數不同的烷烴之間就屬於同系物。

(1)結構相似指的是組成元素相同，官能團的類別、官能團的數目及連接方式均相同。結構相似不一定是完全相同，如CH3CH2CH3和(CH3)4C，前者無支鏈，後者有支鏈，但二者仍為同系物。

(2)通式相同，但通式相同不一定是同系物。例如：乙醇與乙醚它們的通式都是CnH2n+2O,但他們官能團類別不同,不是同系物。又如：乙烯與環丁烷,它們的通式都是CnH2n,但不是同系物。

(3) 在分子組成上必須相差一個或若干個CH2原子團。但分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的物質卻不一定是同系物，如CH3CH2Br和CH3CH2CH2Cl都是鹵代烴，且組成相差一個CH2原子團，但二者不是同系物。

(4)同系物具有相似的化學性質，物理性質有一定的遞變規律，如隨碳原子個數的增多，同系物的熔、沸點逐漸升高；如果碳原子個數相同，則有支鏈的熔、沸點低，且支鏈越對稱，熔、沸點越低。如沸點：正戊烷＞異戊烷＞新戊烷。同系物的密度一般隨著碳原子個數的增多而增大。

4、同分異構體的對象是化合物，屬於同分異構體的物質必須化學式相同，結構不同，因而性質不同。具有「五同一異」，即同分子式、同最簡式、同元素、同相對原子式量、同質量分數、結構不同。屬於同分異構體的物質可以是有機物，如正丁烷和異丁烷；可以是有機物和無機物，如氰酸銨和尿素；也可以是無機物，如[Pu(H2O)4]Cl3和[Pu(H2O)2Cl2]·2H2O·Cl。

在有機物中，很多物質都存在同分異構體，中學階段涉及的同分異構體常見的有以下幾類：

(1)碳鏈異構：指碳原子之間連接成不同的鏈狀或環狀結構而造成的異構。如C5H12有三種同分異構體，即正戊烷、異戊烷和新戊烷。

(2)位置異構(官能團位置異構)：指官能團或取代基在在碳鏈上的位置不同而造成的異構。如1—丁烯與2—丁烯、1—丙醇與2—丙醇、鄰二甲苯與間二甲苯及對二甲苯。

(3)類別異構(又稱官能團異構)：指官能團不同而造成的異構，如1—丁炔與1，3—丁二烯、丙烯與環丙烷、乙醇與甲醚、丙醛與丙酮、乙酸與甲酸甲酯、葡萄糖與果糖、蔗糖與麥芽糖等。

(4)其他異構方式：如順反異構、對映異構（也叫做鏡像異構或手性異構）等，在中學階段的信息題中屢有涉及。

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