高考化學(xué)考點(diǎn)：同位素及同素異形體辨析

　　同位素、同素異形體、同系物、同分異構(gòu)體和同種物質(zhì)的比較

　　。同位素、同素異形體、同系物和同分異構(gòu)體的比較

　　化學(xué)基本概念反映化學(xué)物質(zhì)的本質(zhì)屬性，是化學(xué)的基礎(chǔ)。明確概念的內(nèi)涵與外延，是正確把握知識的要素，也是正確判斷和推理的基礎(chǔ)，因此在概念的教學(xué)中，讓學(xué)生掌握、運(yùn)用概念，尤為重要。同位素、同素異形體、同系物、同分異構(gòu)體和同一種物質(zhì)等化學(xué)中幾個經(jīng)常用到的概念，也是一些同學(xué)經(jīng)常混淆的概念，下面就這幾個概念的區(qū)別加以詳細(xì)的說明。

　　對于同位素、同素異形體、同系物和同分異構(gòu)體這四個概念，學(xué)習(xí)時應(yīng)著重從其定義、對象、化學(xué)式、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等方面進(jìn)行比較，抓住各自的不同點(diǎn)，從而理解和掌握。這幾個概念都表明了事物之間的關(guān)系，下表列出了比較了它們的異同：

　　同位素    同素異形體    同系物    同分異構(gòu)體

　　定義    質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同的原子(核素)    由同一種元素組成的不同單質(zhì)    結(jié)構(gòu)相似，分子組成相差一個或若干個CH2基團(tuán)的物質(zhì)    分子式相同，結(jié)構(gòu)不同的化合物

　　對象    原子    單質(zhì)    化合物    化合物

　　化學(xué)式    元素符號表示不同，如 、 、

　　元素符號表示相同，分子式可以不同，如O2和O3    不同    相同

　　結(jié)構(gòu)    電子層結(jié)構(gòu)相同，原子核結(jié)構(gòu)不同    單質(zhì)的組成或結(jié)構(gòu)不同    相似    不同

　　性質(zhì)    物理性質(zhì)不同，化學(xué)性質(zhì)相同    物理性質(zhì)不同，化學(xué)性質(zhì)相同    物理性質(zhì)不同，化學(xué)性質(zhì)相似    物理性質(zhì)不同，化學(xué)性質(zhì)不一定相同

　　說明：

　　1、同位素的對象是原子，在元素周期表上占有同一位置,化學(xué)性質(zhì)基本相同,但原子質(zhì)量或質(zhì)量數(shù)不同,從而其質(zhì)譜行為、放射性轉(zhuǎn)變和物理性質(zhì)(例如在氣態(tài)下的擴(kuò)散本領(lǐng))有所差異。

　　2、同素異形體的對象是單質(zhì)，同素異形體的組成元素相同，結(jié)構(gòu)不同，物理性質(zhì)差異較大，化學(xué)性質(zhì)有相似性，但也有差異。如金剛石和石墨的導(dǎo)電性、硬度均不同，雖都能與氧氣反應(yīng)生成CO2，由于反應(yīng)的熱效應(yīng)不同，二者的穩(wěn)定性不同（石墨比金剛石能量低，石墨比金剛石穩(wěn)定）。

　　同素異形體的形成方式有三種：

　　(1)組成分子的原子數(shù)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(jié)構(gòu)不同的單質(zhì)，如H2和D2的結(jié)構(gòu)相同，不屬于同素異形體。

　　3、同系物的對象是有機(jī)化合物，屬于同系物的有機(jī)物必須結(jié)構(gòu)相似，在有機(jī)物的分類中，屬于同一類物質(zhì)，通式相同，化學(xué)性質(zhì)相似，差異是分子式不同，相對分子質(zhì)量不同，在組成上相差一個或若干個CH2原子團(tuán)，相對分子質(zhì)量相差14的整數(shù)倍，如分子中含碳原子數(shù)不同的烷烴之間就屬于同系物。

　　(1)結(jié)構(gòu)相似指的是組成元素相同，官能團(tuán)的類別、官能團(tuán)的數(shù)目及連接方式均相同。結(jié)構(gòu)相似不一定是完全相同，如CH3CH2CH3和(CH3)4C，前者無支鏈，后者有支鏈，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(tuán)類別不同,不是同系物。又如：乙烯與環(huán)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(tuán)。但分子組成上相差一個或若干個CH2原子團(tuán)的物質(zhì)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(tuán)，但二者不是同系物。

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