同素异形体和同分异构体概述
有机物的同分异构体知识点汇总
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。
九年级化学同素异形体和同分异构体的区别
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。
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END
Hale Waihona Puke 同素异形体和同分异构体概述
61、辍学如磨刀之石,不见其损,日 有所亏 。 62、奇文共欣赞,疑义相与析。
63、暧暧远人村,依依墟里烟,狗吠 深巷中 ,鸡鸣 桑树颠 。 64、一生复能几,倏如流电惊。 65、少无适俗韵,性本爱丘山。
16、业余生活要有意义,不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰,也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人,而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着,就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书,莫被书掌握;要为生而读,莫为读而生。——布尔沃
同素异形体同位素同系物同分异构体
同素异形体同位素同系物同分异构体在化学的世界里,有些概念听上去就像是外星语言,特别是那些叫做同素异形体、同位素、同系物和同分异构体的东西。
乍一听,可能让人觉得有点晕,但其实它们并没有想象中那么复杂,嘿,我们来聊聊这些有趣的小家伙吧。
我们得提到同素异形体。
你知道什么是同素异形体吗?简单来说,就是同一种元素,长得却不一样。
想象一下,碳可以是钻石,闪闪发光,耀眼无比;也可以是石墨,黑乎乎的,像铅笔里的那个东西。
二者都是碳,但它们的形状和性质完全不一样。
钻石可是坚硬得像个小霸王,而石墨就像个温柔的绅士,易于滑动。
生活中,我们常常会碰到这种现象。
就像同一个人,可能在不同的场合中表现出截然不同的个性,难怪大家都说,冰冻三尺非一日之寒嘛!接下来是同位素。
说到同位素,可能会让人联想到科学实验室里的那些神秘试管。
实际上,同位素就是元素的小伙伴,它们有相同的原子序数,但中子数不同。
就像是家里的兄弟姐妹,虽然同父同母,但性格、爱好各有不同。
以氢为例,它有三种同位素:普通氢、重氢和超重氢。
普通氢最常见,重氢那可是水中少见的“贵族”,用在核聚变里,超重氢就更少了,简直是珍稀动物。
听起来是不是很酷?同位素在科学研究和医学上可大有用处,简直是“万金油”啊!再来说说同系物。
这种东西听起来有点高深,其实也很简单。
它们是一类化合物,拥有相似的化学性质,但分子结构不同。
打个比方,像是家里兄弟姐妹的风格,虽然都是同一个爸妈生的,但每个人都有自己的特色。
比如说,乙醇和醇类化合物,都是酒精的一种,但它们的结构和用途各有千秋。
乙醇可以用来喝,醇类则可能在工业上派上用场。
这种多样性真是让人感到惊奇,化学就像是一场无尽的派对,各种化合物齐聚一堂,大家都在各显神通。
我们得聊聊同分异构体。
这可是个非常有趣的概念,同分异构体是指分子式相同,但结构不同的化合物。
就好像两个人都有一样的名字,但性格和兴趣爱好却截然不同。
比如说,丁烷和异丁烷,虽然它们的化学式都是C4H10,但分子结构却大相径庭,性质也不同。
同分异构现象
同分异构现象二、同分异构现象有机化合物的同分异构现象与碳原子的成键特点和成键方式有关。
同分异构现象是由于组成有机化合物分子中的原子具有不同的结合顺序和结合方式产生的,这也是有机化合物数量庞大的原因之一。
有机化合物的分子结构包括三个层次,即构造、构型、构象。
构造是指有机物分子中各原子或原子团之间的结合顺序或排列顺序;构型是指有机物分子中的各个原子或原子团在空间的排列方式;构象是指在有机物分子中,由于围绕单键旋转而产生的原子或原子团在空间的不同排列形象。
(一)构造异构构造异构就是指那些具有相同的分子式,而分子中的原子或原子团相互结合的顺序不同而产生的异构现象。
构造异构主要有碳链异构、位置异构与官能团异构。
①碳链异构由于碳链骨架不同而产生的异构现象。
例如:与环己烷甲基环戊烷②位置异构由于取代基或官能团在碳链或碳环上的位置不同而产生的异构现象。
例如:CH3CH2CH2CH2OH 与CH3CH2CHCH3OH1-丁醇 2-丁醇邻溴甲苯间溴甲苯对溴甲苯或2-溴甲苯或3-溴甲苯或4-溴甲苯③官能团异构具有相同的分子组成,由于官能团不同而产生的异构现象,例如:具有相同分子式的烯烃与环烷烃之间也存在异构现象:CH3CH=CH2 (丙烯)与环丙烷(二)构型异构构型异构是指分子中的原子或原子团在空间的排列方式不同而产生的异构现象,有顺反异构和对映异构两类。
1、顺反异构烯烃的同分异构现象比烷烃的要复杂,除碳链异构外,还有由于双键的位置不同引起的位置异构、分子式相同化合类别不同引起的官能团异构和双键两侧的基团在空间的位置不同引起的顺反异构。
例如:丁烷只有正丁烷和异丁烷两个异构体,而丁烯就有三个异构体:CH 3CH 2CH=CH 2 CH 3CH=CHCH 3 CH 3C=CH 2CH 31-丁烯 2-丁烯 2-甲基丙烯 双键位置异构 碳架异构由于双键不能自由旋转又产生了另一个异构现象--顺反异构,如:2-丁烯有两个:CCCCHHHHCH 3CH 3CH 3CH 3顺-2-丁烯 反-2-丁烯 单烯烃的分子通式为C n H 2n ,它与环烷烃(通式为C n H 2n )互为同分异构体,如丁烯和环丁烷(甲基环丙烷)互为同分异构体。
同分异构体与同素异形体
研究意义
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深入了解物质多样性
同分异构体和同素异形体的存在揭示了物质世界 的多样性,对化学、材料科学等领域的研究具有 重要意义。
拓展物质应用
同分异构体和同素异形体在性质上的差异为物质 的应用提供了更多可能性,如药物设计、材料改 性等。
推动学科发展
对同分异构体和同素异形体的研究有助于推动化 学、物理学、材料科学等相关学科的发展,促进 学科交叉融合。
由于结构不同,同素异形体往往 具有不同的熔点质差异
同素异形体之间的化学性质差异 表现在反应活性、化学键能、电 子结构等方面。
举例分析
碳的同素异形体
金刚石和石墨是碳的两种同素异形体,它们的结构不同,金刚石是每个碳原子与四个碳原子形成共价键的三维网 状结构,而石墨则是层状结构,每层内的碳原子以共价键结合形成平面六边形网格。它们的物理性质和化学性质 也存在显著差异,如金刚石是自然界中最硬的物质之一,而石墨则很软且具有润滑性。
性质测试技术
01
熔点测定
通过测量物质的熔点,判断其纯度 和晶型。
折射率测定
通过测量物质的折射率,推断其分 子结构和光学性质。
03
02
沸点测定
利用物质沸点的差异,判断其结构 和性质。
密度测定
利用物质密度的差异,判断其组成 和结构特点。
04
06 研究前沿与展望
研究现状与挑战
同分异构体研究现状
目前,同分异构体的研究主要集中在合成、分离、表征和应用等方面。尽管已经取得了一定的成果,但仍存在许多挑 战,如合成方法的复杂性、分离技术的局限性以及表征手段的精度等。
磷的同素异形体
白磷和红磷是磷的两种同素异形体,它们的结构不同,白磷是由四个磷原子构成的分子晶体,而红磷则是链状或 环状结构的原子晶体。它们的化学性质也存在差异,如白磷在空气中容易自燃,而红磷则相对稳定。
同素异形体、同分异构体
④CH3 CH CH CH3和CH3 C CH2 CH3
CH3
CH3
(1)互为同位素的是__②____,
(2)互为同素异形体的是__①_____,
(3)互为同分异构体的是__③___④___。
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足球烯(C60)
一、同素异形现象、同素异形体
1、同素异形现象: 同种元素形成不同单质 的现象。
2、同素异形体:同种元素形成几种不同单 质互称。如金刚石、石墨和富勒烯都是碳元 素的同素异形体;氧气和臭氧是氧元素的同 素异形体;红磷和白磷是磷元素的同素异形 体;斜方硫和单斜硫是硫元素的同素异形体。
3、几种常见同素异形球烯
物 色、态 理 性 结构 质 熔点
硬度
导电性
化学性质
差异原因
无色透 明固体
灰黑色固体 灰黑色固体
空间网状 平面网状 封闭笼状
很高
很低
很低
很大
很小
很小
不导电
导电
不导电
相似 碳原子的成键方式和排列不同
金刚石
石墨
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同位素-同素异形体-同系物-同分异构体的异同
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。
同系物 同分异构体 同位素 同素异形体的区别
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。
同分异构体同素异形体同位素同系物
同分异构体同素异形体同位素同系物
随着科学技术的不断进步,同分异构体同素异形体同位素同系物已经成为高等
教育领域探索的一个热门话题。
首先,同分异构体同素异形体同位素同系物是一种复合物,它可以通过向化学
缔结记相邻分子层间同分异构体中的分子结构和素异形体中的位素安排来识别。
它们具有极其重要的认识意义,因为它们可以帮助我们更加深入地理解物质的研究、认知缔结甚至分子组成的构成细节。
其次,高等教育中的相关学科也在努力探索这个话题。
在生物学和物理学中,
借助同位素技术,可以迅速地分析出蛋白质、微囊藻等有机分子的结构。
在化学领域,借助四维晶格技术,可以深刻地研究大分子在温度调节和分子过滤作用下的仪器特性。
这些先进的技术有助于加深我们对物质的深入认识,进而影响着我们的日常生活。
最后,针对该课题,各所高校均在加强研究,以构建具有国际知名度的大型科
研机构。
许多大学正在通过实验课程以及大量支持有关研究的资金,来增强教师和学生的参与度,以便他们能够实现有效识别同分异构体同素异形体同位素同系物的方法,从而为建立科学体系提供保证。
从以上这些内容可以看出,同分异构体同素异形体同位素同系物是一个充满挑
战的课题,因此应当给予高校相应的重视,充分发挥高等教育领域的科技研究能力,以更快、更准确地理解和分析相关物质构成和它们之间的关联关系。
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、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。
同素异形体、同位素、同分异构体和同系物四个概念
同素异形体、同位素、同分异构体和同系物四个概念同素异形体,是指由同种元素组成的不同种单质,如:氧气和臭氧、红磷和白磷、金刚石和石墨及C60;同位素,是指质子数相同,中子数不同的一类原子,如氕、氘、氚;氧-16,氧-18;碳-12、碳-13、碳-14;同分异构体,是指分子式相同而结构式不同的一类物质之间的互称,如正丁烷和异丁烷、乙酸乙酯与丁酸。
同系物,是指结构相似,在分子组成上相差一个或若干个“CH2”原子团的物质的互称。
需要注意的同系物的适用范围为有机物。
1、同素异形体的对象是单质。
组成元素相同,结构不同,物理性质差异较大,化学性质相似。
如金刚石和石墨的导电性、硬度均不同,但都可以氧气反应生成二氧化碳;臭氧和氧气都具有氧化性,但是臭氧氧化性更强,不能供给呼吸。
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)晶格中原子排列方式不同,例如:金刚石和石墨。
(3)晶格中分子排列方式不同,例如:正交硫和单斜硫。
2、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,从而其质谱和物理性质有所差异。
3、同分异构体的对象是化合物(不局限于有机物),属于同分异构体的物质必须化学式相同,结构不同,因而性质不同。
具有“五同一异”,即同分子式、同最简式、同组成元素、同相对原子式量、同质量分数和不同结构。
属于同分异构体的物质可以是有机物,如正丁烷和异丁烷;可以是有机物和无机物,如氰酸铵和尿素;也可以是无机物,如[Pu(H2O)4]Cl3和[Pu(H2O)2Cl2]•2H2O•Cl。
在有机物中,很多物质都存在同分异构体,中学阶段有以下几类:(1)碳链异构:指碳原子之间连接成不同的链状或环状结构而造成的异构。
这是最常见的异构方式,如丁烷有两种同分异构体,即正丁烷和异戊烷。
(2)位置异构(官能团位置异构):指官能团或取代基在在碳链上的位置不同而造成的异构。
同位素,同素异形体,同分异构体,同系物的概念
同位素的表示符号
同位素是具有相同原子序数的同一化学元素的两种或多种原子之一,在元素周期表上占有同一位置,化学行为几乎相同,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.同位素的表示是在该元素符号的左上角注明质量数,例如碳14,一般用14C而不用C14。
自然界中许多元素都有同位素。
同位素有的是天然存在的,有的是人工制造的,有的有放射性,有的没有放射性。
同一元素的同位素虽然质量数不同,但他们的化学性质基本相同(如:化学反应和离子的形成),物理性质有差异[主要表现在质量上(如:熔点和沸点)]。
自然界中,各种同位素的原子个数百分比一定。
同位素是指具有相同核电荷但不同原子质量的原子(核素)称为同位素。
在19世纪末先发现了放射性同位素,随后又发现了天然存在的稳定同位素,并测定了同位素的丰度。
大多数天然元素都存在几种稳定的同位素。
同种元素的各种同位素质量不同,但化学性质几乎相同。
同素异形体,是相同元素组成,不同形态的单质。
如碳元素就有金钢石、石墨、无定形碳等同素异形体.同素异形体由于结构不同,彼此间物理性质有差异;但由于是同种元素形成的单质,所以化学性质相似。
同分异构体:
化学上,同分异构体是一种有相同化学式,有同样的化学键而有不同的原子排列的化合物.简单地说,化合物具有相同分子式,但具有不同结构的现象,叫做同分异构现象;具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体。
很多同分异构体有相似的性质。
但具有同一化学通式的有机化合物不一定是同系物。
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很硬 很高 不导电
装饰品 切割玻璃、大理石 钻探机钻头
较软 很高 导电
铅笔芯 H.B 电极 坩埚
用途
【问题探究】
为何金刚石和石墨在硬度和导电 性方面有很大的差异?
主要是由于碳原子的成键方式和排 列方式的不同引起的。
构成金刚石的微粒 是 原子,每个C 原子与另外 个C 原子以 相连,C 原子间结合成空间 网状结构。
D、O2 O3
C、液氧与氧气
4、科学家研制得一种新的分子,它具有空心 的类似足球状结构,分子式为C60。下列说法正 确的是 B A、C60是一种新型的化合物 B、C60和石墨都是碳的同素异形体 C、C60中含离子键 D、C60的摩尔质量是720
富勒烯:固态碳的第三种结构形式,
三维空心球状结构。 (包括C60、C70和纳 米碳管等) 其中C60是60个碳原子形成的封闭笼状 分子,形似足球,故称之为“足球烯”)
C60
C70
碳纳米管
一、同素异形现象和同素异形体
(1)同素异形现象——同一种元素形成几 种不同的单质的现象。 (2)同素异形体——同一种元素形成的多 种单质的互称,叫做该元素的同素异形体。
同一元素形成的不 同素异形体 同单质 同分异构体 相同分子式,不 同结构的化合物
O2 、 O3
化合物
正丁烷、异丁烷
1、有下列各组物质: A 6C与 6 C
B、金刚石与石墨 C、乙醇与二甲醚 D、 CH3 CH
3
13
12
CH3CHCH2CH3
CH3 -C-CH3 CH3
ห้องสมุดไป่ตู้
(1)互为同位素的是________ A (2)互为同素异形体的是________ B (3)互为同分异构体的是________ C、D
O2
无色气体 无味 雪花状淡蓝色
沸 熔
点 点
-112.4 ℃
-183 ℃
化学性质
-218 ℃ -251 ℃ 臭氧比氧气活泼
3O2 == 2O3
放电
资料卡
臭氧层
臭氧层的高度
臭氧层的作用
臭氧层的变化
保护臭氧层的措施
白磷与红磷的性质对比
红磷 元素组成 分子 物理性质 化学性质 着火点 燃烧方程式
金刚石是空间网状结构,熔沸点高,硬度大原因
层状结构
原子与原子之间:共价键
熔沸点比较高
层与层之间:分子间作用力
层与层间易滑动 质地比较软原因
金刚石和石墨物理性质的差异,主要是由于 碳原子排列结构的不同引起的
金刚石是正四面体空间 网状结构,原子间的作 用力很强
石墨是层状结构,层间 分子间作用力弱,所以 层与层间易滑动
异丁烷
二、同分异构现象和同分异构体
(1)同分异构现象——化合物具有相同的 分子式,但具有不同结构的现象 (2)同分异构体——分子式相同而结构不 同的化合物的互称
三要素:分子式相同、结构不同、化合物
物质 熔点/℃ 沸点/℃
正丁烷 -138.4 -0.5
异丁烷 -159.6 -11.7
结论: 同分异构体间的物理性质不同
由同一种元素形成的多种单质互
称为同素异形体
同
原子间不同结合 方式(结构不同)
同一种元素
异 √
B. H 和 D C. H2 和 D2 E. 金刚石和石墨
判断下列物质或微粒是否互称同素异形体 :
√
A. H2O 和D2O D. O2 和 O3
化学性质:相似(或略有差异)
◆性质特点
物理性质:差别很大
◆形成方式:
同素异形体和同分异构体
人类已发现的元素仅100多种,而这 些种类有限的元素却构成数千万种不同 的物质,你们知道这是为什么吗?
同素异形现象 同分异构现象
同种元素形成的单质一定是同 一种物质吗?
金刚石与石墨的比较:
金刚石 原子结构 颜色状态 硬度 熔点 导电性
+6 2 4
石墨
无色透明,光彩夺目, 黑色,有金属光泽,不 正八面体晶体 透明,细鳞片状固体
分子式
C2H6O
C2H6O
C2H6O
球棍模 型成键特征:碳有4根共价键,氢有1根共价键,氧
有2根共价键
结构式
名称 沸点
乙醇 78℃
二甲醚 —23℃
同位素、同素异形体、同分异构体三概念的比较
概念 内 涵 比较对象 原子 单质 实例
1 H、2 H、3 H 35Cl、37Cl
同位素
质子数等,中子数 不等,原子之间
(2)
单斜硫
弹性硫
(3)
C5H12
C5H12
【问题探究】
分子式相同的物质一定是同一种物质 吗?依据碳、氢原子形成共价键的特 征,制作C4H10的分子结构模型。并 写出它们的结构式。
成键特征:碳有4根共价键,氢有1根共价键
H H H H H C C C C H H H H H
正丁烷
H H H H C C C H H H H C H H
2. 下列各种微粒中:H2O、 H2O2 、D2O、 H、 D、T、 12C、 13C、 金刚石、石墨、乙醇、二 甲醚,属于同位素的是 H、D和T,12C和 13C ,属 于同素异形体的是 金刚石和石墨 ,属 于同分异构体的是 二甲醚和乙醇 。
3、下列互称为同素异形体的是(
D)
A 、H
D
T
B、CO CO2
磷元素
白磷
磷元素 P4(正四面体的分子)
白色蜡状固体,有剧毒 能自燃(少量保存在冷 水中)
分子较复杂,呈长链状
红棕色固体,无毒 在空气中能稳定存在
246 ℃
4P+5O2 == 2P2O5
点燃
40 ℃
隔绝空气加热到260℃
红磷
隔绝空气加热到416℃迅速冷却
白磷
【问题探究】 下列各组是同素异形体吗?
(1)
①分子里原子个数不同
②晶体里原子的排列方式不同;
③晶体里分子的排列分式不同;
有些形成方式是多种混合而成的。
几种常见的同素异形体
1、碳的同素异形体:金刚石、石墨与富勒烯
2、氧的同素异形体:氧气与臭氧 3、磷的同素异形体:白磷与红磷
臭氧与氧气的性质对比
化学式
通常状态 气味 固 态
O3
淡蓝色气体 鱼腥味 紫黑色