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異構體
化學(xué)式相同而結構不同的化合物
異構體一般指同分異構體。在有機化學(xué)中，將分子式相同、結構不同的化合物互稱(chēng)同分異構體，也稱(chēng)為結構異構體。將具有相同分子式而具有不同結構的現象稱(chēng)為同分異構現象。
基本信息
| 中文名 | 異構體 |
| 外文名 | isomer |
| 特點(diǎn) | 化學(xué)式相同而結構不同 |
| 結果 | 化學(xué)性質(zhì) 或毒性有很大差異 |
| 類(lèi)型 | |
| 定義 | 分子式相同，結構不同 |
| 學(xué)科 | 有機化學(xué) |
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釋義
化學(xué)上，同分異構體是一種有相同化學(xué)式，有同樣的化學(xué)鍵而有不同的原子排列的化合物。簡(jiǎn)單地說(shuō)，化合物具有相同分子式，但具有不同結構的現象，叫做同分異構現象；具有相同分子式而結構不同的化合物互為同分異構體。很多同分異構體有相似的性質(zhì)。有機化學(xué)中，同分異構體可以是同類(lèi)物質(zhì)（含有相同的官能團），也可以是不同類(lèi)的物質(zhì)（所含官能團不同）。
許多有機污染物如含氯農藥六六六（BHC）有四種異構體，如α體、β體、γ體和δ體。它們在水中溶解度的大小依次為δ>γ>α>β，BHC的毒性依次為β>α>γ>δ; β-BHC易為動(dòng)物吸收，亦易排出體外。γ體的毒性比β體大5~25倍。多氯聯(lián)苯（PCB）有210種異構體，現被確定結構的只有100多種，它們擴散分布遍及全球，其異構體的毒性各不相同。
異構
同分異構現象廣泛存在于有機物中，同分異構體的知識也貫穿于中學(xué)有機化學(xué)的始終。因此，分析、判斷同分異構體也就成為有機化學(xué)的一大特點(diǎn)。作為高考命題的熱點(diǎn)之一，這類(lèi)試題是考查學(xué)生空間想象能力和結構式書(shū)寫(xiě)能力的重要手段。考生在平時(shí)訓練中就應逐漸領(lǐng)會(huì )其中的本質(zhì)，把握其中的規律。
一、書(shū)寫(xiě)同分異構體必須遵循的原理
“價(jià)鍵數守恒”原理：在有機物分子中碳原子的價(jià)鍵數為4，氧原子的價(jià)鍵數為2，氫原子的價(jià)鍵數為1，不足或超過(guò)這些價(jià)鍵數的結構都是不存在的，都是錯誤的。
二、同分異構體的種類(lèi)
有機物產(chǎn)生同分異構體的本質(zhì)在于原子的排列順序不同，在中學(xué)階段主要指下列三種情況：
⑵官能團位置異構：由于官能團的位置不同而引起的異構現象，如：CH3CH2CH=CH2和CH3CH=CHCH3。
⑶官能團異類(lèi)異構：由于官能團的不同而引起的異構現象，主要有：
③苯及其同系物與多烯：通式為CnH2n-6(n≥6)
⑧葡萄糖與果糖；蔗糖與麥芽糖
⑨氨基酸[R-CH(NH2)-COOH]與硝基化合物（R’-NO2）
例⒈寫(xiě)出C4H8O2的各種同分異構體（要求分子中只含一個(gè)官能團）。
C2—COO—C：
C—COO—C2：
H—COO—C3：
三、由分子式分析結構特征
設有機物分子中碳原子數為n，當氫原子數等于2n+2時(shí)，該有機物是飽和的，小于2n+2時(shí)為不飽和的，每少兩個(gè)氫原子就認為該有機物分子的不飽和度為1。分子中每產(chǎn)生一個(gè)C=C或C=O或每形成一個(gè)環(huán)，就會(huì )產(chǎn)生一個(gè)不飽和度，每形成一個(gè)C≡C，就會(huì )產(chǎn)生兩個(gè)不飽和度，每形成一個(gè)苯環(huán)就會(huì )產(chǎn)生4 個(gè)不飽和度。
例⒉烴A和烴B的分子式分別為C1134H1146和C1398H1278，B的結構跟A相似，但分子中多了一些結構為的結構單元。則B分子比A分子多了33個(gè)這樣的結構單元。(注：構成高分子鏈并決定高分子結構以一定方式連接起來(lái)的原子組合稱(chēng)之為結構單元。）
四、書(shū)寫(xiě)同分異構體的方法
書(shū)寫(xiě)同分異構體時(shí)，關(guān)鍵在于書(shū)寫(xiě)的有序性和規律性。
【解析】經(jīng)判斷，C7H16為烷烴
第一步，寫(xiě)出最長(cháng)碳鏈：
第二步，去掉最長(cháng)碳鏈中一個(gè)碳原子作為支鏈，余下碳原子作為主鏈，依次找出支鏈在主鏈中的可能位置（以下相似）
第三步，去掉最長(cháng)碳鏈中的兩個(gè)碳原子，⑴作為兩個(gè)支鏈（兩個(gè)甲基）：
①分別連在兩個(gè)不同碳原子上
②分別連在同一個(gè)碳原子上
第四步，去掉最長(cháng)碳鏈中的三個(gè)碳原子，⑴作為三個(gè)支鏈（三個(gè)甲基）
⑵作為兩個(gè)支鏈（一個(gè)甲基和一個(gè)乙基）：不能產(chǎn)生新的同分異構體。
最后用氫原子補足碳原子的四個(gè)價(jià)鍵。
【解析】在書(shū)寫(xiě)含官能團的同分異構體時(shí)，通常可按官能團位置異構→碳鏈異構→官能團異類(lèi)異構的順序書(shū)寫(xiě)，也可按其它順序書(shū)寫(xiě)，但不管按哪種順序書(shū)寫(xiě)，都應注意有序思考，防止漏寫(xiě)或重寫(xiě)。
⑴按官能團位置異構書(shū)寫(xiě)：
①：CH2=CH-CH2-CH2-CH3
②：CH3-CH=CH-CH2-CH3
⑵按碳鏈異構書(shū)寫(xiě)：
⑶再按異類(lèi)異構書(shū)寫(xiě)：
①“成直鏈、一線(xiàn)串”②“從頭摘、掛中間”③“往邊排、不到端”
(1)“成直鏈、一線(xiàn)串”：CH3—CH2—CH2—CH2—CH3
(2)“從頭摘、掛中間”：
(3)“往邊排、不到端”：重復上述兩式重復(2)、(3)兩步，可寫(xiě)出C5H12的另一種同分異構體，所以C5H12共有三種同分異構體。
2.書(shū)寫(xiě)各類(lèi)有機物同分異構體的正確方法
按照官能團異構、碳鏈異構、位置異構的順序來(lái)書(shū)寫(xiě)
判斷烴的一元取代物同分異構體的數目的關(guān)鍵在于找出“等效氫原子”的數目。“等效氫原子”是指：①同一碳原子上的氫原子是等效的；②同一碳原子所連甲基上的氫原子是等效的；③處于鏡面對稱(chēng)位置上的氫原子是等效的（相當于平面成像時(shí)，物與像的關(guān)系）。
例⒌進(jìn)行一氯取代反應后，只能生成三種沸點(diǎn)不同的產(chǎn)物的烷烴是（D）
（A）(CH3)2CHCH2CH2CH3（B）(CH3CH2)2CHCH3
（C）(CH3)2CHCH (CH3)2 （D）(CH3)3CCH2CH3
六、同分異構體的識別與判斷
識別與判斷同分異構體的關(guān)鍵在于找出分子結構的對稱(chēng)性，在觀(guān)察分子結構時(shí)還要注意分子的空間構型。
（A）苯的一元取代物沒(méi)有同分異構體（B）苯的間位二元取代物只有一種
（C）苯的鄰位二元取代物只有一種（D）苯的對位二元取代物只有一種
例⒏萘分子的結構式可以表示為或，二者是等同的。苯并(a) 芘是強致癌物質(zhì)（存在于煙囪灰、煤焦油、燃燒煙草的煙霧和內燃機的尾氣中）。它的分子由五個(gè)苯環(huán)并合而成，其結構式可以表示為（Ⅰ）式或（Ⅱ）式，這兩者也是等同的。
（Ⅰ）（Ⅱ） （A）（B）（C）（D）
現有結構式A～D，其中
⑴跟（Ⅰ）、（Ⅱ）式等同的結構式是（A、D）
⑵跟（Ⅰ）、（Ⅱ）式是同分異構體的是（B）
基本內容
編輯
說(shuō)明
同分異構體又稱(chēng)同分異構物。在化學(xué)中，是指有著(zhù)相同分子式的分子，各原子間的化學(xué)鍵也常常是相同的；但是原子的排列卻是不同的。也就是說(shuō)，它們有著(zhù)不同的“結構式”。許多同分異構體有著(zhù)相同或相似的化學(xué)性質(zhì)。同分異構現象是有機化合物種類(lèi)繁多數量巨大的原因之一。
性質(zhì)
同分異構體簡(jiǎn)稱(chēng)異構體。
有機物中的同分異構體分為構造異構和立體異構兩大類(lèi)。具有相同分子式，而分子中原子或基團連接的順序不同的，稱(chēng)為構造異構。在分子中原子的結合順序相同，而原子或原子團在空間的相對位置不同的，稱(chēng)為立體異構。
構造異構又分為（碳）鏈異構、位置異構和官能團異構（異類(lèi)異構）。立體異構又分為構象和構型異構，而構型異構還分為順?lè )串悩嫼托猱悩?又稱(chēng)對映異構)。
應用
C5H10O2的同分異構體數量眾多...
立體異構
對映異構體
對映異構體是指互為鏡像關(guān)系且不能重合的分子。它們在手性中心的構型是不相同的，因此可以使平面偏振光在不同方面偏轉等量的角度。除此之外，它們在非手性環(huán)境中的性質(zhì)基本上是相同的，例如熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度等等。但在手性環(huán)境中，它們的性質(zhì)是不相同的，它們的生理活性（生物體是手性環(huán)境）和在手性試劑、催化劑和溶劑作用下的反應速率就可能有很大差異。
非對映異構體
非對映異構體是指所有不屬于對映異構體的立體異構體，即不呈鏡像關(guān)系的旋光異構體。它包括內消旋化合物、順?lè )串悩嬻w、構象異構體以及具一個(gè)或多個(gè)手性中心但不呈鏡像關(guān)系的立體異構體。一般情況下，它們不僅旋光性質(zhì)不同，而且很多物理和化學(xué)性質(zhì)也不相同。
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尚可名片
這家伙太懶了，什么都沒(méi)寫(xiě)！
作者
