“五同”的辨析与判断

“五同”的辨析与判断河北辛集中学 化学组 周懂 15176106046 “五同”是指同位素、同素异形体、同系物、同分异构体、同种物质，下面从若干方面对这五个概念进行分析、比较，以加深对五个概念的认识与理解，掌握判断的方法和技巧。一.“五同”的概念1.同位素：质子数相同质量数（或中子数）不同的原子互称同位素。2.同素异形体：同种元素形成多种不同单质的现象叫做同素异形现象，同种元素形成的不同单质互为同素异形体。3.同系物:结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。4.同分异构体：化合物具有相同的分子式，但具有不同的结构式的现象，叫做同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。5.同种物质：组成和结构都相同的物质。二.“五同”之间的比较相同的内容不同的内容使用范围同位素质子数相同、化学性质相同、在周期表中的位置相同中子数不同、质量数不同、物理性质不同原子同素异形体元素同种组成不同或结构不同无机物的单质同系物结构相似、化学性质相似、分子式通式相同分子式不同、物理性质不同有机物同分异构体分子式相同结构不同、物理性质不同、不同类时化学性质不同多为有机物同种物质组成、结构、性质都相同结构式的形状及物质的聚集状态可能不同无机物或有机物三.“五同”的分类与判断1.同位素多数元素都存在同位素，如1 1H 2 1H 3 1H , 12 6C 13 6C 14 6C , 少数元素不存在同位素，如钠、氟等元素不存在同位素。同位素要求质子数相同且中子数不同。如果质子数中子数都相同，则为同种原子。同位素适用于原子之间，不适用于分子、离子等微粒。例1.下列各组微粒中互为同位素的一组的是 （ ） A. D与2 1H B. 质量数均为40的两原子 C. 3 1H 与1 1H+ D. 16O、17O、18O答案：D 解析：A项中D与2 1H 为同种原子；B项中质量数相同可以是同种原子，也可以是不同元素的不同原子，如40 19K 和40 20Ca 质量数均为40 ；C项中原子与离子不能互为同位素；D项为氧元素的三种不同原子，质子数相同，均为8，中子数不同，分别为8、9、10，互为同位素。2.同素异形体形成方式有三种：（1）组成分子的原子数不同如氧气（O2）和臭氧 （O3）(2) 晶体中原子的排列方式不同如金刚石与石墨(3)晶格中分子的排列方式不同如斜方晶硫与单斜晶硫 红磷和白磷的形成方式复杂，分子中原子的数目不同，而原子的排列方式也不同。同素异形体适用于单质，元素相同且性质不同。如果组成元素相同，性质也相同，则为同种物质。性质指的是物理性质，如密度、硬度、溶解性、熔沸点、颜色、状态、气味等。化学性质相同，如白磷与红磷都能燃烧且都生成五氧化二磷。同素异形体的相互转化为化学变化，属于非氧化还原反应。例2. 下列各项中，只表示一种纯净物的是 （ ）A. C B. 由 12 6C 和 13 6C构成的金刚石 C. CH2Cl2 D 由同种元素构成的单质 答案：BC 解析：A项中C可以是金刚石与石墨的混合物；B项中碳元素的碳元素的两种同位素构成的金刚石为纯净物 ；C项中该物质不存在同分异构体；D项中可能是同一种物质，也可能是同素异形体构成的混合物。3.同系物首先结构必须相似，即所含元素种类相同、碳碳键的种类相同、官能团及官能团的个数相同，如都是烷烃、都是烯烃、都是炔烃；其次组成上相差一个或若干个CH2 原子团，即碳原子个数不同。结构不相似，不可能为同系物，结构相似，碳原子个数相同，则互为同分异构体 。CH3CH2CH2CH3与CH3CHCH2CH3，虽然一个为直链结构，一个带有支链，CH3仍属于结构相似，互为同系物。 例3.下列各组物质中一定互为同系物的是（ ）A.CH4、C3H8 B.C2H4、C3H6 C.C2H2、苯 D.C2H2、C4H6答案：A 解析：A项，都是烷烃，互为同系物。 符合通式CnH2n+2 的有机物一定为烷烃，碳原子数不同一定互为同系物；B项，C2H4 为乙烯（CH2=CH2),C3H6可能为丙烯（CH2=CHCH3)或环丙烷(CH2CH2 )，结构不一定相似，不一定互为同系物；C 项 ，乙炔和苯结构不 CH2 相似，组成上也不是相差若干个CH2 原子团，两物质只是最简式相同；D项，C2H2 为乙炔（ CH CH）， C4H6可能是炔烃，如CH C-CH2-CH3 ，还可能是二烯烃等物质，如CH2=CHCH=CH2 ，所以 不一定互为同系物。4.同分异构体有机物产生同分异构体的本质在于原子的排列顺序不同，在中学阶段主要指下列三种情况：碳链异构：由于碳原子的连接次序不同而引起的异构现象。如： CH3 CH3 CH2 CH2 CH2 CH3和 CH3CH2CHCH3 （直链和支链）官能团位置异构：由于官能团的位置不同而引起的异构现象。如：CH2=CHCH2-CH3和CH3CH=CHCH3 官能团异构：由于官能团的不同而引起的异构现象。如： CH2=CH2与CH2CH2 CH2 CH3CH3OH与CH3OCH3分子式相同且结构不同.相对分子质量相同，分子式不一定相同，如CH3CH2CH2OH 与CH3COOH相对分子质量均为60，分子式相同结构也相同，则为同种物质。互为同分异构体的物质，多数为有机物之间，少数无机物之间，无机物与有机物之间也可以互为同分异构体。例4、以下各组中，不属于同分异构体的是 （ ）A. 与 B. Cr(H2O)4Cl2Cl2H2O 与Cr(H2O)4ClCl22H2O CH3C. 氰酸铵 ：NH4CNO 与尿素: CO(NH2)2 D. CH3CH=CHCH=CH2 与CHCCHCH3答案：A 解析：A项，结构相同，属于同一种物质；B项，两种无机物互为同分异构体；C项 ，无机物与有机物互为同分异构体；D项，两种有机物互为同分异构体。5.同种物质 有机物结构简式的书写形状不同，如 CH3 CH3CHCH3 CH3CH2CHCH3与 CH2 为同种物质。CH3 名称不同 ，如烧碱与苛性钠为同种物质，乙酸与醋酸为同种物质 。 聚集状态不同 ，如 水与冰为同种物质 。 例5、同学们已经学习了同位素、同素异形体、同系物、同分异构体，你能区分这些概念吗？下面列出了几组物质，请用物质的组号填写下表。和 和 CH4和CH3CH2CH3 ；白磷、红磷与黑磷：H、D、T ；35Cl 与 37Cl ；乙醇（CH3CH2OH）和甲醚（CH3OCH3）；C60 与C70 苏打和纯碱 Cl Cl F C F 与 F C Cl Cl F类别同位素同素异形体同系物同分异构体同种物质组号答案：； ； ； 第 4 页,共 4页