例谈同系物与同分异构体的有效鉴别
例谈同系物与同分异构体的有效鉴别
山东省邹平县长山中学 256206 吴桂志
有机化合物种类繁多，数量巨大，除碳原子要形成四个共价键原因外，物质间还存在同分异构现象。同时，根据物质结构和组成的不同，将其分为不同的同系物。为有效鉴别同系物和同分异构体，应明确概念的内涵、必须具备的条件及其鉴别方法。
一、同系物
1、概念的内涵：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH 2原子团的物质相互称为同系物。
2、同系物必须具备的两个条件：①相同的通式；②分子组成 (分子式) 相差一个或若干个CH 2原子团，即分子量相差14的整数倍。
3、鉴别的方法：
方法一：①先写出有关物质的通式，若通式相同，则可能是同系物。例如，符合通式CnH 2n 的烃可能是烯烃也可能是环烷烃，符合通式CnH 2nO 的烃的衍生物可能是醛也可能是酮。若通式不相同，则一定不是同系物。②再写出物质的分子式，判断是否相差CH 2个原子团，若相差CH 2个原子团，可能是同系物；若不差CH 2个原子团，则一定不是同系物。③然后根据结构进一步判断官能团是否相同，若官能团相同，则是同系物，若官能团不相同，则一定不是同系物。
例1、下列物质与正戊烷互为同系物的是（ ）
A ．甲烷 B ．正丁烷 C ．新戊烷 D ．异戊烷 解析：正戊烷的分子式为C 5H 12，通式为C n H 2n+2，为烷烃。各选项的通式也为C n H 2n+2，也为烷烃，与正戊烷可能是同系物；各选项的分子式分别为CH 4、C 4H 10、C 5H 12、C 5H 12，因新戊烷、异戊烷与正戊烷不相差CH 2原子团。所以甲烷、正丁烷与正戊烷为同系物，而新戊烷、异戊烷与正戊烷不是同系物(应为同分异构体) 。故答案选择AB 。
方法二：①根据结构写出物质的结构简式，判断官能团的种类和数目是否相同，当官能团的种类和数目相同时，可能是同系物，例如，含有羟基的物质可能是酚类物质，也可能是醇类物质；当官能团的种类和数目不完全相同时，则一定不是同系物。②判断烃基是否相差CH 2原子团，若相差CH 2原子团，则是同系物；若不差CH 2原子团，则一定不是同系物。 例2、下列物质中与苯酚互为同系物的是（ ）
A ．
B ． ─CH 3 ─CH 2OH
C D
解析：苯酚的结构简式可以写为C 6H 5OH ，A 选项属于酚类，且与苯酚相差一个CH 2原子团，所以与苯酚为同系物，而B 、C 、D 选项中的物质均属为醇类物质，与苯酚不是同系物。故答案选择A 。
二、同分异构体
1、定义：分子式相同，而结构不相同的化合物互称为同分异构体。
2、同分异构体必须具备的条件：①分子式相同，即分子组成相同；②结构不相同。
3、鉴别方法：
①先写出物质的分子式，当分子式相同时，可能是同分异构体；若分子式不相同，则一定不是同分异构体。②再判断结构是否相同，当结构相同时，为同一种物质；当结构不相同时，则为同分异构体。在中学阶段，同分异构体一般分碳链异构、位置异构和官能团异构。
例如：分子式为C 7H 8O ，且含有苯环的同分异构体有五种： CH 2OH CH 3 CH 3─ ─OH
OH
CH 3OH O ─CH 3
例3、下列不是正戊烷的同分异构体的是（ ）
A ．丁烷 B ．异戊烷 C ．新戊烷 D ．己烷
解析：正戊烷的分子式为C 5H 12，而选项中A 、B 、C 、D 的分子式分别是C 4H 10 、C 5H 12 、C 5H 12 、C 6H 14，因选项BC 的分子式与正戊烷相同，所以可能是正戊烷的同分异构体，选项AD 的分子式与正戊烷不同，一定不是正戊烷的同分异构体，所以答案选择AD 。
例4、下列化学式中，只能用来表示一种物质的是（ ）
A ．C 2H 6O B ．C 6H 12 C ．C 2H 5Br D ．C 2H 4Cl 2
解析：此题实际考查选项中的物质是否具有同分异构体。A 选项中的C 2H 6O 可以表示乙醇，也可以表示甲醚；选项B 中的C 6H 12存在烯烃和环烷烃多种同分异构体；选项C 中的C 2H 5Br 只能是溴乙烷；选项 D 中C 2H 4Cl 2表示1，1—二氯乙烷，也可表示1，2—二氯乙烷。所以答案选择C 。
三、同系物与同分异构体的区别
同系物一定不是同分异构体，同分异构体一定不是同系物。同系物之间的分子式一定不同，所以，同系物一定不是同分异构体；而同分异构体一定含有相同的分子式，即不相差CH 2原子团，所以同分异构体也一定不是同系物。同系物必须是同类别物质，而同分异构体可以是同类物质，也可以是不同类物质。例如，甲烷的同系物必须是烷烃，而符合分子式C 3H 6O 2的同分异构体有CH 3CH 2COOH （丙酸）、HCOOCH 2CH 3（甲酸乙酯）和
CH 3COOCH 3（乙酸甲酯）。