一、同系物的判斷標準
(1)分子結構相似即兩種物質均屬於同一類物質;
(2)分子組成上相差一個或若干個「CH2」原子團;
二者缺一不可。
二、互為同系物的有機化合物的組成與結構特點
(1)同系物必須符合同一通式
如烷烴同系物通式為CnH2n+1(n≥1),烯烴同系物的通式為CnH2n(n≥2),苯的同系物的通式CnH2n—6(n≥6)。因此同系物的組成元素一定相同,但分子式一定不同。
(2)同系物必須為同一類物質
如
的通式雖然相同,都是CnH2n,但它們一個是烯烴,另一個是環烷烴,類別不同,故不是同系物。
(3)同系物的結構相似,但不一定完全相同
,雖然結構不盡相同,前者沒有支鏈,後者有支鏈,但兩者碳原子間均以單鍵相連成鏈狀,結構相似,故為同系物。
(4)同系物所含的官能團種類及數目相同
如 ,雖然都屬醇類,但由於官能團的數目不同,因此不是同系物。
(5)同系物之間物理性質不同,化學性質相似
(6)同屬一大類的物質,不一定互為同系物
如乙酸乙酯與硬脂酸甘油酯類,由於結構不相似,所以不能互稱同系物。
【例題1】下列物質中,與苯酚互為同系物的是
.
解析:在化學上我們把結構相似、組成上相差一個或若干個CH2原子團的化合物互稱稱為同系物,可見對同系物的判斷一看結構,二看組成。同系物首先必須結構相似,苯酚的同系物則應是-OH與苯環直接相連,滿足此條件的只有C選項。同系物第二個條件必須在組成上相差一個或若干個CH2原子團,C選項比苯酚多一個CH2,C選項正確。
答案:C
【例題2】下列各組物質,其中屬於同系物的是(1)乙烯和苯乙烯 (2)丙烯酸和油酸 (3)乙醇和丙二醇 (4)丁二烯與異戊二烯 (5)蔗糖與麥芽糖
A. (1) (2) (3) (4) B. (2) (4) C. (1) (2) (4) (5) D. (1) (2) (4)
解析:同系物是指結構相似,即組成元素相同,官能團種類、個數相同,在分子組成上相差一個或若干個CH2,即分子組成通式相同的物質。乙烯和苯乙烯,後者含有苯環而前者沒有;丙烯酸和油酸含有的官能團都是雙鍵和羧基,而且官能團的數目相同所以是同系物;乙醇和丙二醇官能團的數目不同;丁二烯與異戊二烯都是共軛二烯烴,屬於同系物;蔗糖和麥芽糖的分子式相同,是同分異構體而不是同系物。因此B選項正確。
答案:B
【例題3】下列各組物質中一定互為同系物的是
A. C3H8、C8H18 B. C2H4、C3H6 C. C2H2、C6H6 D. C8H10、C6H6
解析:A項均為烷烴,分子組成上相差CH2原子團,是同系物。B項不一定互為同系物,當二者都是烯烴時,是同系物,當C3H6是環丙烷時,不是同系物;同理,C項結構不相似,不是同系物。D項可以是不同類別的物質,不一定是同系物。
答案: A
點撥:判斷不同的有機物是否是同系物要抓住兩個關鍵字「似」和「差」。「似」是指結構相似,應屬於同一類物質,這也決定了同系物的化學性質也必然相似。「差」是指分子組成上相差一個或若干個「CH2」原子團,因此同系物應符合同一通式,但其相對分子質量一定不同(相差14n)。具體判斷時「似」是前提,「差」是條件,二者缺一不可。