同分異構體的概念(異構體的概念)
同系物、同分異構現象和同分異構體是有機化學學習中涉及的兩個重要概念。除了要分別掌握這兩個概念的要點(包括概念的外延和內涵)之外,還要求進行相關的比較,認識這類概念的形成模式,并運用這兩概念的特點進行有關問題的判斷。
1.同系物概念
結構相似,在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的物質互稱為同系物。
這一概念的特點:
(1)概念外延所指的物質絕不能是單質,而是可形成一個系列的有機化合物。
(2)結構相似的同系物其化學性質也必然基本相象;物理性質應隨分子量的遞變有規則地出現相應的遞變。
(3)互為同系物的各有機物其分子組成通式相同,進行物質的細膩分類,也屬同一類別的有機物。
(4)分子組成相差一個或幾個CH2原子團,其分子式必然不同,即在互稱同系物的有機物中,不可能有同分異構現象。
2.同分異構體的概念
具有相同的分子式,但具有不同結構的化合物互稱為同分異構體。
這一概念的特點:
(1)分子式相同,該物質的組成元素質量分數相同。等質量的同分異構體其組成元素中同種元素質量也相同;按同一模式進行同一類型的反應時,所得同一反應產物的質量也相同。
(2)結構式不同,即分子結構(包括分子中原子的排列順序和方式)不同,因此性質也必然同屬于不同類別的化合物。
(3)分子式相同,分子組成中就不能再相差一個或幾個CH2原子團,因此在互稱同分異構體的化合物中,不可能存在同系物。
(4)通常形成同分異構現象的方式:
①由于碳鏈的排列不同,形成的同分異構現象。如:丁烷和異丁烷;間二甲苯和對二甲苯。
②由于官能團在碳鏈上的位置不同,形成的同分異構現象,可簡稱為官能團位置異構。如:1-丁烯和2-丁烯;1-丙醇和2-丙醇。
③由于官能團的種類不同,形成的同分異構現象,可簡稱為官能團種類異構。如:丙烯和環丙烷;氨基乙酸和硝基乙烷;葡萄糖和果糖。
3.同系物和同分異構體兩概念的比較,如下表所列:
同系物和同分異構體兩個概念,除了概念的外延不完全相同之外,兩個概念的內涵雖然都具有兩個要點(相同點和不同點),但要點的內容所指卻完全不同。聯系無機化學中所學的知識內容,還有同位素、同素異形體兩概念與同系物、同分異構體兩概念認識方法和敘述方法雖然相似,可是概念的內容所指卻完全不同?,F將這4個概念進行聯系,比較如下表。
