同素异形体

同素异形体是指处于相同物理状态(固体、液体或气体)的元素的不同物理形式。 这些物理形式在分子内原子的键合排列上彼此不同; 物理性质也不同,有时化学性质也不同。 同素异形体仅由一种原子组成,因为它们是同一元素的不同形式。 同素异形体通常仅与元素周期表中某些族的某些元素一起出现。

例子:

  • 金刚石、石墨和富勒烯是碳的同素异形体。
  • (O2) 二氧化碳、(O3) 臭氧是氧气的同素异形体。
  • 白磷、红磷、紫磷和黑磷是磷的同素异形体。
  • 塑性硫(无定形)、菱形硫和单斜硫是硫的同素异形体。
  • 无定形硼和结晶硼是硼的同素异形体。
  • 非晶硅和结晶硅是硅的同素异形体。

同素异构体

同素异构体是指分子式相同但结构式不同或结构不同的有机化合物。它们含有相同数量的每种元素的原子,但它们的原子排列不同。换句话说,分子式相同但原子排列不同的有机化合物称为异构体。这种现象被称为异构现象,它有两种类型:结构异构和立体异构。

结构异构: 在结构异构或异构体中,化合物具有相同的分子式但结构式不同。它分为6种类型:

  • 链异构:异构体具有相同的分子式,但碳原子的键排列不同,例如 - 丁烷和 2-甲基丙烷
  • 位置异构:异构体具有相同的碳骨架或分子式,但官能团的位置不同,例如 - 丁烷的异构体:But-1-ene 和 But-2-ene。
  • 功能异构:异构体具有相同的分子式,但官能团的性质不同,例如 - 乙醇和二甲醚。
  • 同色异谱异构:异构体具有相同的分子式,但连接到相同官能团的烷基的性质不同,例如 - 乙醚和甲基丙醚。
  • 互变异构 异构:异构体具有相同的分子式并相互处于动态平衡状态,例如 - 硝基乙烷和异硝基乙烷。

立体异构: 在这种类型的异构中,化合物具有相同的结构和分子式,但它们在空间中原子或基团的空间排列不同。 它有两种类型:

  • 几何或顺反异构:异构体具有相同的分子式,但在碳原子周围的原子或基团的空间排列(C=C)上有所不同。 它还有两种类型:顺式异构体(相同基团在同一侧)和反式异构体(相同基团在相反侧。例如:顺式2-丁烯和反式2-丁烯分别是顺式和反式异构体。
  • 光学异构:异构体具有相同的分子式,互为不可重叠的镜像。 这种异构体被称为对映异构体,例如:D-丙氨酸和L-丙氨酸。

根据上述信息,同素异形体和同素异构体之间的一些主要区别如下:

同素异形体 同素异构体
同一元素在同一物理状态下的不同物理形态,原子间具有不同的键合排列,具有物理性质。 同素异构体化合物具有相同的分子式但不同的结构式。
同素异形体具有不同数量的原子,例如 o2, o3 同素异构体具有相同的原子数,例如 丁-1-烯(C4H8)和丁-2-烯(C4H8)
同素异形体由相同的元素组成,例如 o2, o3 由不同元素组成,例如 丁-1-烯(C4H8)和丁-2-烯(C4H8)。
同一种元素具有不同的化学式。 同素异构体具有相同化学式的不同元素。
同素异形体总是有不同的结构。 同素异构体有相似或不同的结构。
在金属、非金属和准金属中观察到异构现象 同素异构体在有机(烃)和无机分子中观察到。
类型:金属同素异形体、非金属同素异形体和准金属同素异形体 类型:结构异构体和立体异构体
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