概念:
在化学领域,我们常提到同系物这一概念。它们是指结构相似,仅在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质。以CH2=CH2和CH2=CHCH3为例,它们就互为同系物。
性质详述:
同系物主要研究对象是有机化合物。这些有机物必须结构相似,也就是说它们的化学键类型和原子结合方式需大体一致。它们在有机物的分类中,通式相同,化学性质相似。这些物质的主要区别在于分子式不同,相对分子质量不同,且在组成上相差一个或若干个CH2原子团,相对分子质量差距为14的整数倍。
同系物的化学性质基本相似,但物理性质会随着碳原子数量的增加而发生有规律的改变。相对分子质量越大,其熔沸点也会相应增大。尽管它们的物理性质有所不同,但它们拥有相同的官能团,因此它们的化学性质是相似的。
结构与组成特点:
同系物的结构相似,主要指的是它们的化学键类型及分子中各原子的结合方式相似。例如,对于烷烃而言,碳原子之间通过共价单键相连,其余价键则全部与氢原子结合。同系物的结构相似,但并不意味着它们的结构完全相同。比如,CH3CH(CH2)CH3和CH3CH2CH3,前者有支链,而后者无支链,尽管它们碳原子都以单键结合成链状,但结构并不完全相同,不过它们仍是同系物。
值得注意的是,符合同一通式且在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质,不一定是同系物。同样地,同系物也必须符合同一通式。例如,乙醇与虽然通式都是CnH2n+2O,但它们的官能团类别不同,因此它们不是同系物。
同系物判断规律:
同系物的判断主要基于几个原则。它们的分子组成应相差一个或若干个CH2原子团或某种原子团。它们的结构应相似。它们应具有相同的通式和属于同一类物质。在物理性质上可能有所不同,但在化学性质上应相似。
关于烷烃的知识:
烷烃是一类特殊的烃类化合物,其分子中所有原子均以单键相连。它们的组成可以用通式CnH2n+2来表示。这类物质因其“结构相似”和“分子组成上彼此相差一个或若干个CH2原子团”的特性而被归为一类。
烷烃的同系物具有相似的分子结构,因此它们的化学性质相似。随着碳原子数的增加,烷烃同系物的物理性质如熔沸点会逐渐升高。而且烷烃的密度随碳原子数的增多而增大。碳原子数小于5的烷烃常温下呈气态。
特别提醒:
在判断同系物时需注意以下几点:同系物必须是同类有机物且具有同一通式;结构相似并不意味着结构完全相同;具有相同通式的有机物不一定是同系物;同分异构体之间不是同系物关系;在判断是否为同系物时需注意分子组成的差异及是否具有相似的官能团和官能团数量。