什么是同系物,同分异构体,同位素
同系物
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定义
一般的,我们把结构相似、分子组成相差若干个“
CH2
”原子团的有机化合物互相称为同系物。同系物一般出现在有机化学中,同系物必须是同一类物质(含有相同且数量相等的官能团,羟基例外,酚和醇不能成为同系物,如苯酚和苯甲醇)。
烷烃中的甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷等,他们相差n个CH2,互为同系物。
同分异构体
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定义
化学上,同分异构体是一种有相同分子式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。有机化学中,同分异构体可以是同类物质(含有相同的官能团),也可以是不同类的物质(所含官能团不同)。
同位素
定义
以上定义中的原子是广义的概念,指微观粒子。质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称为同位素。
例如:氢有三种同位素,H氕、D氘(又叫重氢)、T氚(又叫超重氢);碳有多种同位素,
12C
、13C和
14C(有放射性)等。
同系物即个组分之间相差n个某固定基团的有机物,如烷基之间相差n个CH2基团,当然也不一定就是CH2,比如Si烷的同系物中就是相差n个SIH2同分异构体就是指化学组成相同,但结构不同,如丁烷和2-甲基丙烷。由于结构不同就导致了很多物理性质和化学性质的不同,如沸点,熔点,折射率等。同位素就是具有不同质量数的相同元素,如H的同位素,H,D,T氕,氘,氚等由于重氢的H相对原子质量比一般的H大而得名。同素异形体即是都由同一元素组成,但结构不同的物质,如金刚石和石墨。金刚石是以空间网状结构形成的,为原子晶体,所以很硬。而石墨是有很多六圆环状结构再一层层的以范德华力结合成的,为分子晶体,所以沸点低。
四者具体区别如下:
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)。
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。
4、同分异构体的对象是化合物,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、同元素、同相对原子式量、同质量分数、结构不同。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,中学阶段涉及的同分异构体常见的有以下几类:
(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。如C5H12有三种同分异构体,即正戊烷、异戊烷和新戊烷。
(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。如1—丁烯与2—丁烯、1—丙醇与2—丙醇、邻二甲苯与间二甲苯及对二甲苯。
(3)类别异构(又称官能团异构):指官能团不同而造成的异构,如1—丁炔与1,3—丁二烯、丙烯与环丙烷、乙醇与甲醚、丙醛与丙酮、乙酸与甲酸甲酯、葡萄糖与果糖、蔗糖与麦芽糖等。
(4)其他异构方式:如顺反异构、对映异构(也叫做镜像异构或手性异构)等,在中学阶段的信息题中屡有涉及。
一、枪支、械具类(含主要零部件),包括:
1.公务用枪:手枪、步枪、冲锋枪、机枪、防暴枪等
2.民用枪:气枪、猎枪、运动枪、麻醉注射枪等
3.其他枪支:道具枪、仿真枪、发令枪、钢珠枪、催泪枪、电击枪、消防灭火枪等
4.具有攻击性的各类器械、械具:警棍、催泪器、电击器、防卫器、弓、弩等。
5.上述物品的仿制品。
二、爆炸物品类,包括:
1.弹药:各类炮弹和子弹等
2.爆破器材:炸药、雷管、导火索、导爆索、爆破剂、发爆器、手雷、手榴弹等
3.烟火制品:礼花弹、烟花、鞭炮、摔炮、拉炮、砸炮、发令纸以及黑火药、烟火剂、引线等。
4.上述物品的仿制品。
三、管制刀具:匕首、三棱刀(包括机械加工用的三棱刮刀)、带有自锁装置的弹簧刀以及其他类似的单刃、双刃、三棱刀等。
四、易燃易爆物品,包括:
1.易燃、助燃、可燃毒性压缩气体和液化气体:氢气、甲烷、乙烷、丁烷、天然气、乙烯、丙烯、乙炔(溶于介质的)、一氧化碳、液化石油气、氧气、煤气(瓦斯)等
2.易燃液体:汽油、煤油、柴油、苯、乙醇(酒精)、丙酮、乙醚、油漆、稀料、松香油及含易燃溶剂的制品等
3.易燃固体:红磷、闪光粉、固体酒精、赛璐珞等
4.自燃物品:黄磷、白磷、硝化纤维(含胶片)、油纸及其制品等
5.遇水燃烧物品:金属钾、钠、锂、碳化钙(电石)、镁铝粉等
6.氧化性物质和有机过氧化物:高锰酸钾、氯酸钾、过氧化钠、过氧化钾、过氧化铅、过醋酸、双氧水等。
五、毒害品:氰化物、砒霜、毒鼠强、汞(水银)、剧毒农药等剧毒化学品以及硒粉、苯酚、生漆等。
六、腐蚀性物品:盐酸、硫酸、硝酸、氢氧化钠、氢氧化钾、蓄电池(含氢氧化钾固体或注有碱液的)等。
七、放射性物品:放射性同位素等。
八、传染病病原体:乙肝病毒、炭疽菌、结核杆菌、艾滋病病毒等。
九、《铁路危险货物品名表》所列除上述物品以外的其他物品以及不能判明性质可能具有危险性的物品。
十、国家法律、行政法规规定的其他禁止乘客携带托运的物品。