知识源于沉淀 好化学老师2019-03-15
对于同位素、同素异形体、同系物、同分异构体这四个概念，要从它们的定义、对象、化学式、结构、性质等方面进行比较，掌握它们的区别，以便理解和掌握。
解释
1.同位素是原子，在元素周期表上占据相同的位置，化学性质基本相同，但原子质量或原子数不同，因而其质谱行为、放射性转化和物理性质(如在气体中的扩散能力)不同。
2.同素异形体的对象是单质，同素异形体有相同的组成元素，不同的结构，物理性质差异很大，化学性质相似，但也有区别。例如，金刚石和石墨具有不同的导电性和硬度。虽然它们能与氧气反应生成CO2，但由于反应的热效应不同，它们的稳定性也不同(石墨的能量比金刚石低，石墨比金刚石稳定)。
形成同素异形体有三种方式:
(1)组成一个分子的原子数不同，如O2和O3。
(2)原子在晶格中的排列方式不同，如金刚石和石墨。
(3)分子在晶格中的排列方式不同，比如正交硫和单斜硫(高中不需要这个)。
注:同素异形体是指由同一种元素形成的结构不同的简单物质，如H2和D2，结构相同，不是同素异形体。
3.同系物的对象是有机化合物，属于同系物的有机物质必须具有相似的结构。在有机物的分类中，它们属于同一类，具有相同的通式和相似的化学性质。不同的是分子式不同，相对分子量不同，组成相差一个或几个CH2基团，相对分子量相差14的整数倍。比如分子中碳原子不同的烷烃就属于同系物。
(1)结构相似是指组成元素相同，功能基团的种类、数量和连接方式相同。结构相似性不一定相同，如CH3CH2CH3和(CH3)4C，前者无分支，后者有分支，但仍是同系物。
(2)通式相同，但不一定是同系物。比如乙醇和乙醚的通式都是CnH2n+2O，但是它们的官能团不同，不是同系物。再比如乙烯和环丁烷，通式是CnH2n，但不是同系物。
(3)分子组成必须相差一个或几个CH2基团。然而，分子组成有一个或几个CH2基团差异的物质不一定是同系物。例如，CH3CH2Br和CH3CH2CH2Cl都是卤代烃，并且在组成上只有一个CH2基团不同，但是它们不是同系物。
(4)同系物化学性质相似，物理性质有一定的渐变规律。比如，随着碳原子数的增加，同系物的熔点和沸点逐渐升高；如果碳原子数相同，支链的熔点和沸点较低，支链越对称，熔点和沸点越低。如沸点:正戊烷>异戊烷>新戊烷。同系物的密度通常随着碳原子数的增加而增加。
4.同分异构体的对象是化合物，属于同分异构体的物质必然有相同的化学式和不同的结构，所以性质不同。它有“五同五异”，即同一个分子式，同一个最简式，同一个元素，同一个相对原子量，同一个质量分数，不同的结构。属于同分异构体的物质可以是有机物，如正丁烷、异丁烷；可以是有机和无机的，例如氰酸铵和尿素；也可以是无机物，如[Pu(H2O)4]Cl3和[pu (H2O) 2cl2] 2h2o cl。
在有机物中，很多物质都有异构体，中学涉及的异构体有以下几种:
(1)碳链异构化:指碳原子连接成不同的链状或环状结构而引起的异构化。例如C5H12有三种异构体，分别是正戊烷、异戊烷和新戊烷。
(2)位置异构(官能团的位置异构):指官能团或取代基在碳链上的位置不同而引起的异构。例如1-丁烯和2-丁烯、1-丙醇和2-丙醇、邻二甲苯和间二甲苯和对二甲苯。
(3)类异构化(也称官能团异构化):指由不同官能团引起的异构化，如1-丁炔和1，3-丁二烯，丙烯和环丙烷，乙醇和甲醚，丙醛和丙酮，乙酸和甲酸甲酯，葡萄糖和果糖，蔗糖和麦芽糖。
(4)其他异构模式，如顺反异构、对映异构(也称镜像异构或手性异构)，在中学信息题中经常涉及。
