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       我們只要仔細(xì)研究一系列烷烴的分子式，就可發(fā)現(xiàn)每一種烷烴的分子組成中，氫原子的數(shù)目總是為碳原子數(shù)目的兩倍還多2個(gè)。例如，丙烷分子中含有三個(gè)碳原子，則氫原子數(shù)為2×3＋2－8，所以，丙烷分子式為C3H8。根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)可推知，如果基烷烴分子中含有n個(gè)碳原子，則氫原子數(shù)為2n＋2。因此，我們可用一個(gè)共同的式子CnH2n+2來表示任何烷烴的組成，這個(gè)式子稱為烷烴的通式。另一方面，我們還可發(fā)現(xiàn)，任何相鄰的兩個(gè)烷烴之間，其分子組成總是相差一個(gè)CH2原子團(tuán)（叫亞甲基），而不相鄰的兩個(gè)烷烴之間則相差兩個(gè)或多個(gè)CH2原子團(tuán)，如乙烷（CH3－CH3）比甲烷（CH4）多一個(gè)CH2原子團(tuán)；丙烷（CH3－CH2－CH3）比乙烷又多一個(gè)CH2原子團(tuán)，而比甲烷則多兩個(gè)CH2原子團(tuán)。象這種在結(jié)構(gòu)上相似，在組成上僅相差一個(gè)或多個(gè)CH2原子團(tuán)，且具有同一個(gè)通式的一系列化合物，我們叫它為同系列。同系列中的化合物，彼此互稱同系物，而相鄰兩個(gè)同系物在分子組成上的差額CH2，則叫做系差。

       同系列和同系物的概念在有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)和研究中是很重要的。由于有機(jī)化合物為數(shù)眾多，要一個(gè)一個(gè)化合物去研究是不可能的，但是我們可以運(yùn)用同系列和同系物的概念，把組成和結(jié)構(gòu)相似并具有同一通式的化合物歸成一類，而此一類同系列中各化合物的組成和結(jié)構(gòu)彼此相似，因此它們的化學(xué)性質(zhì)即所起的化學(xué)反應(yīng)類型也基本相似，其物理性質(zhì)隨著分子量的增大而呈現(xiàn)規(guī)律性的變化。我們只要著重研究其中的幾種化合物，就可推論其他同系物的大概性質(zhì)。但在運(yùn)用同系列概念時(shí)，我們要注意，每個(gè)同系物除具有共性外，也還有它自己的特殊的個(gè)性，特別是同系列中第一個(gè)成員。

       人們?cè)谏钊胙芯客闊N的化學(xué)組成和性質(zhì)時(shí)，發(fā)現(xiàn)有許多化合物，其元素組成和分子量相同，但性質(zhì)卻有明顯的差異。例如，含有四個(gè)碳原子的丁烷（C4H10）就是一例：

       為什么具有相同元素組成和分子量的丁烷性質(zhì)會(huì)有這么大的差異呢？經(jīng)過人們反復(fù)研究之后，已經(jīng)證明，丁烷分子中碳原子的排列可以有兩種不同的方式，一種是直鏈的，另一種是帶有側(cè)鏈的：

       直鏈的丁烷叫做正丁烷，帶側(cè)鏈的丁烷叫做異丁烷。組成兩種丁烷分子的元素種類和數(shù)目雖然相同，但是由于分子中原子間彼此結(jié)合的順序不同，因而就形成了兩種不同的化合物。在有機(jī)化學(xué)中，把這種分子式相同，分子結(jié)構(gòu)不同，因而引起性質(zhì)不同的物質(zhì)叫做同分異構(gòu)體，簡(jiǎn)稱異構(gòu)體，這種現(xiàn)象叫做同分異構(gòu)現(xiàn)象。

       同樣道理，含有五個(gè)碳原子的戊烷（C5H12），有三種異和體，一種是直鏈的，兩種是帶有側(cè)鏈的：

       有機(jī)化合物的異構(gòu)現(xiàn)象可有多種形式，上述正丁烷、正戊烷是直鏈結(jié)構(gòu)；異丁烷、異戊烷和新戊烷是帶側(cè)鏈的結(jié)構(gòu)，這種由于碳鏈排列不同而引起的異構(gòu)現(xiàn)象叫做碳鏈異構(gòu)。

       在烷烴中，對(duì)甲烷、乙烷和丙烷來說，只有一種結(jié)構(gòu)，而丁烷有二種可能的結(jié)構(gòu)，戊烷則有三種，隨著烷烴分子中碳原子數(shù)的增多，異構(gòu)體的數(shù)目也就越多，如含六個(gè)碳原子的己烷有五種異構(gòu)體；含七個(gè)碳原子的庚烷有九種；含八個(gè)碳原子的辛烷有18種；含九個(gè)碳原子的壬烷有35種等等。有機(jī)化合物中碳和碳可以相互連接成長(zhǎng)鏈以及同分異構(gòu)現(xiàn)象是使有機(jī)物數(shù)目眾多的重要原因。

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