同位素、同素異形體、同系物、同分異構體和同種物質的比較 化學基本概念反映化學物質的本質屬性，是化學的基礎。明確概念的內涵與外延，是正確把握知識的要素，也是正確判斷和推理的基礎，因此在概念的教學中，讓學生掌握、運用概念，尤為重要。同位素、同素異形體、同系物、同分異構體和同一種物質等化學中幾個經常用到的概念，也是一些同學經常混淆的概念，下面就這幾個概念的區別加以詳細的說明。 對于同位素、同素異形體、同系物和同分異構體這四個概念，學習時應著重從其定義、對象、化學式、結構和性質等方面進行比較，抓住各自的不同點，從而理解和掌握。這幾個概念都表明了事物之間的關系，下表列出了比較了它們的異同：同位素同素異形體同系物同分異構體定義質子數相同，中子數不同的原子(核素)由同一種元素組成的不同單質結構相似，分子組成相差一個或若干個CH2基團的物質分子式相同，結構不同的化合物對象原子單質化合物化合物化學式元素符號表示不同，如、元素符號表示相同，分子式可以不同，如O2和O3不同相同結構電子層結構相同，原子核結構不同單質的組成或結構不同相似不同性質物理性質不同，化學性質相同物理性質不同，化學性質相同物理性質不同，化學性質相似物理性質不同，化學性質不一定相同說明：1、同位素的對象是原子，在元素周期表上占有同一位置,化學性質基本相同,但原子質量或質量數不同,從而其質譜行為、放射性轉變和物理性質(例如在氣態下的擴散本領)有所差異。2、同素異形體的對象是單質，同素異形體的組成元素相同，結構不同，物理性質差異較大，化學性質有相似性，但也有差異。如金剛石和石墨的導電性、硬度均不同，雖都能與氧氣反應生成CO2，由于反應的熱效應不同，二者的穩定性不同（石墨比金剛石能量低，石墨比金剛石穩定）。 同素異形體的形成方式有三種：(1)組成分子的原子數目不同，例如： O2和O3 。(2)晶格中原子的排列方式不同，例如：金剛石和石墨。 (3)晶格中分子排列的方式不同，例如：正交硫和單斜硫(高中不要求此種)。注意：同素異形體指的是由同種元素形成的結構不同的單質，如H2和D2的結構相同，不屬于同素異形體。3、同系物的對象是有機化合物，屬于同系物的有機物必須結構相似，在有機物的分類中，屬于同一類物質，通式相同，化學性質相似，差異是分子式不同，相對分子質量不同，在組成上相差一個或若干個CH2原子團，相對分子質量相差14的整數倍，如分子中含碳原子數不同的烷烴之間就屬于同系物。 (1)結構相似指的是組成元素相同，官能團的類別、官能團的數目及連接方式均相同。結構相似不一定是完全相同，如CH3CH2CH3和(CH3)4C，前者無支鏈，后者有支鏈，但二者仍為同系物。(2)通式相同，但通式相同不一定是同系物。例如：乙醇與乙醚它們的通式都是CnH2n+2O,但他們官能團類別不同,不是同系物。又如：乙烯與環丁烷,它們的通式都是CnH2n,但不是同系物。(3) 在分子組成上必須相差一個或若干個CH2原子團。但分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的物質卻不一定是同系物，如CH3CH2Br和CH3CH2CH2Cl都是鹵代烴，且組成相差一個CH2原子團，但二者不是同系物。(4)同系物具有相似的化學性質，物理性質有一定的遞變規律，如隨碳原子個數的增多，同系物的熔、沸點逐漸升高；如果碳原子個數相同，則有支鏈的熔、沸點低，且支鏈越對稱，熔、沸點越低。如沸點：正戊烷異戊烷新戊烷。同系物的密度一般隨著碳原子個數的增多而增大。4、同分異構體的對象是化合物，屬于同分異構體的物質必須化學式相同，結構不同，因而性質不同。具有“五同一異”，即同分子式、同最簡式、同元素、同相對原子式量、同質量分數、結構不同。屬于同分異構體的物質可以是有機物，如正丁烷和異丁烷；可以是有機物和無機物，如氰酸銨和尿素；也可以是無機物，如Pu(H2O)4Cl3和Pu(H2O)2Cl22H2OCl。在有機物中，很多物質都存在同分異構體，中學階段涉及的同分異構體常見的有以下幾類：(1)碳鏈異構：指碳原子之間連接成不同的鏈狀或環狀結構而造成的異構。如C5H12有三種同分異構體，即正戊烷、異戊烷和新戊烷。(2)位置異構(官能團位置異構)：指官能團或取代基在在碳鏈上的位置不同而造成的異構。如1丁烯與2丁烯、1丙醇與2丙醇、鄰二甲苯與間二甲苯及對二甲苯。(3)類別異構(又稱官能團異構)：指官能團不同而造成的異構，如1丁炔與1，3丁二烯、丙烯與環丙烷、乙醇與甲醚、丙醛與丙酮、乙酸與甲酸甲酯、葡萄糖與果糖、蔗糖與麥芽糖等。(4)其他異構方式：如順反異構、對映異構（也叫做鏡像異構或手性異構）等，在中學階段的信息題中屢有涉及。各類有機物類別異構體情況： CnH2n+2：只能是烷烴，而且只有碳鏈異構。如CH3(CH2)3CH3、CH3CH(CH3)CH2CH3、C(CH3)4 CnH2n：單烯烴、環烷烴。如CH2=CHCH2CH3、CH3CH=CHCH3、CH2=C(CH3)2、 CnH2n-2：炔烴、二烯烴、環烯烴。如：CHCCH2CH3、CH3CCCH3、CH2=CHCH=CH2、 CnH2n-6：芳香烴（苯及其同系物）。如： 、 、 CnH2n+2O：飽和脂肪醇、醚。如：CH3CH2CH2OH、CH3CH(OH)CH3、CH3OCH2CH3 CnH2nO：醛、酮、環醚、環醇、烯基醇。如：CH3CH2CHO、CH3COCH3、CH2=CHCH2OH、 、 、 CnH2nO2：羧酸、酯、羥醛、羥基酮。如：CH3CH2COOH、CH3COOCH3、HCOOCH2CH3、HOCH2CH2CHO、CH3CH(OH)CHO、CH3COC