¿Son homólogos el diamante y el C60?
En química, utilizamos uno o varios grupos atómicos para referirnos colectivamente a compuestos con estructuras similares y diferentes composiciones como homólogos.
Metano, etano, butano, etc. En los alcanos se diferencian por CH2 y son homólogos entre sí.
Cita del "Libro de texto sobre la reforma curricular de la escuela secundaria de Shanghai: Química (cursos extendidos, libros experimentales, primera edición, agosto de 2008)"
Por ejemplo, metano (CH4), etano (C2H6). ), el propano (C3H8) y el butano (C4H10) son todos homólogos y pueden representarse mediante la fórmula general CnH2n+2. Entre ellos, el metano y el n-butano son homólogos entre sí, y el metano y el isobutano son homólogos entre sí.
Metanol CH3OH, etanol CH3-CH2OH, propanol CH3-CH2-CH2OH, etc. También es un homólogo y puede representarse mediante la fórmula general Cn+H2n+1OH o ROH.
Etileno, propileno, butileno, etc. Homólogas entre sí, se puede utilizar la fórmula general CnH2n.
Pero los compuestos orgánicos con la misma fórmula química no son necesariamente homólogos.
Por ejemplo, la fórmula general del etanol y del éter es CnH2n+2O, pero sus grupos funcionales son diferentes y no son homólogos.
Por ejemplo: etileno y ciclobutano, su fórmula general es CnH2n, pero no son homólogos.
Las propiedades químicas de una clase de homólogos son básicamente similares y las propiedades físicas cambian regularmente con el aumento de átomos de carbono.
Los homólogos tienen diferentes propiedades físicas pero los mismos grupos funcionales, por lo que sus propiedades químicas son similares.
Los alcanos, alquenos y alquinos tienen propiedades físicas similares.
Reglas de juicio para homólogos: ① Una diferencia: la composición molecular difiere en varios CH2, es decir, la diferencia de masa molecular relativa es 14q y q es dos.
El número de átomos de carbono en las moléculas es diferente; ②Los dos son similares: la misma fórmula y estructura.
Diferentes nucleidos de un mismo elemento con el mismo número de protones pero diferente número de neutrones (o diferente número de masa) son isótopos [1].
El átomo aquí es un concepto amplio, que se refiere a partículas microscópicas.
Por ejemplo, el hidrógeno tiene tres isótopos, H, D, deuterio (también llamado hidrógeno pesado) y T, tritio (también llamado hidrógeno superpesado). Hay muchos isótopos del carbono, como el 12C (12 es); un superíndice, lo mismo a continuación), 14C. A finales de 2019, se descubrieron por primera vez isótopos radiactivos, luego se descubrieron isótopos estables naturales y se determinó la abundancia de isótopos. La mayoría de los elementos naturales tienen varios isótopos estables. Los isótopos de un mismo elemento tienen masas diferentes pero casi las mismas propiedades químicas. Muchos isótopos tienen usos importantes. Por ejemplo, el 12C es un átomo utilizado como estándar para determinar el peso atómico; dos átomos de H son materiales para fabricar bombas de hidrógeno; Los métodos de rastreo de isótopos se utilizan ampliamente en la investigación científica, la producción industrial y agrícola y la tecnología médica. Por ejemplo, los compuestos marcados con O se utilizan para confirmar el proceso de reacciones de esterificación y el I se utiliza para realizar experimentos sobre la función de absorción de yodo del yodo. glándula tiroides.
Isótopos Isótopos
Los isótopos son diferentes átomos de un elemento específico que tienen el mismo número de protones pero diferente número de neutrones. =)
[Editar este párrafo] Descripción general
Un isótopo es uno de dos o más átomos de un mismo elemento químico, con el mismo número atómico, en la tabla periódica de elementos que lo ocupan. la misma posición y tienen casi el mismo comportamiento químico, pero diferentes masas atómicas o números de masa, su comportamiento espectral de masas, conversión radiactiva y propiedades físicas (como la capacidad de difusión en gases) son diferentes. Los isótopos se representan indicando el número de masa en la esquina superior izquierda del símbolo del elemento, como el carbono 14, que generalmente se utiliza en lugar del C14.
Existen muchos isótopos de elementos en la naturaleza. Los isótopos son naturales, artificiales, radiactivos y no radiactivos.
Aunque los isótopos de un mismo elemento tienen diferentes números de masa, tienen básicamente las mismas propiedades químicas y diferentes propiedades físicas (principalmente diferentes masas). En la naturaleza, se determinan los porcentajes del número atómico de varios isótopos.
Los isótopos se refieren a átomos (nucleidos) con la misma carga nuclear pero diferentes pesos atómicos, llamados isótopos. Desde el descubrimiento de la radiactividad a finales del siglo XIX hasta principios del XX se han descubierto más de 30 elementos radiactivos, y se ha comprobado que algunos elementos radiactivos tienen exactamente las mismas propiedades químicas aunque su radiactividad sea evidentemente diferente. .
En 1910, el químico británico F. Soddy propuso la hipótesis de que existen variantes de elementos químicos con diferentes masas atómicas relativas y radiactividad pero con las mismas propiedades físicas y químicas. Estas variantes deberían estar en la misma posición en. la tabla periódica. La ubicación se llama isótopo. Pronto, a partir de diferentes elementos radiactivos, la masa atómica relativa de un tipo de plomo fue 206,08 y el otro, 208. En 1897, el físico británico W. Thomson descubrió el electrón. En 1912, mejoró el instrumento para medir electrones y utilizó un campo magnético para fabricar un separador magnético (el predecesor del espectrómetro de masas). Cuando midió el neón, sin importar cuán puro fuera, obtuvo dos parábolas en la pantalla, una que representaba un neón con una masa de 20 y otra que representaba un neón con una masa de 22. Fue el primer isótopo estable descubierto, es decir, un isótopo que no es radiactivo. Cuando F.W. Aston construyó el primer espectrómetro de masas, se demostró además que el neón tenía dos isótopos de diferentes masas atómicas, y se descubrieron más de 200 isótopos entre más de 70 elementos más.
Hasta el momento se han descubierto 109 elementos, y sólo 20 elementos no tienen isótopos estables, pero todos los elementos tienen isótopos radiactivos. La mayoría de los elementos naturales son mezclas de varios isótopos, con más de 300 isótopos estables y más de 1.500 isótopos radiactivos.
Después de que en 1932 se propusiera la teoría neutrón-protón de los núcleos atómicos, se aclaró aún más que los isótopos son elementos compuestos por varios átomos con el mismo número de protones pero diferente número de neutrones. Dado que el número de protones es el mismo, sus cargas nucleares son las mismas que las de los electrones fuera del núcleo (número de protones = número de cargas nucleares = número de electrones fuera del núcleo) y tienen la misma estructura de capa de electrones. Entonces, las propiedades químicas de los isótopos son las mismas, pero debido a que tienen diferente número de neutrones, la masa de cada átomo será diferente y algunas propiedades físicas del núcleo (como la radiactividad) también son diferentes. En general, los elementos con un número par de protones pueden tener isótopos más estables, generalmente no menos de tres, mientras que los elementos con un número impar de protones generalmente tienen solo un isótopo estable y nunca más de dos isótopos estables. Esto está determinado por la unión. energía de los nucleones.
[Editar este párrafo] Lista de isótopos
Como se puede observar en la tabla, no existe una fórmula general para calcular el número de isómeros de alcanos. Los resultados de la Tabla 1 son los. La era se calcula utilizando la teoría matemática de grafos. Sin embargo, este método no puede proporcionar la fórmula estructural del isómero específico del alcano. Si el cálculo manual consiste en encontrar una gran cantidad de combinaciones de átomos de carbono, la parte más difícil es juzgar si el isómero obtenido es un duplicado del existente. Lo mismo ocurre con el uso de computadoras para resolver problemas críticos. Lo siguiente se discutirá desde tres aspectos: algoritmo, estructura de datos e implementación de programación.
1. Algoritmo
Usar computadoras para resolver este problema es en realidad simular la forma en que los humanos resuelven este problema. Primero escriba una cadena de carbonos simple, una cadena de carbonos con solo dos átomos de carbono:
1 4
3c-C6
2 5
Entonces se puede ampliar aún más sobre esta base. El método específico consiste en agregar un nuevo átomo de carbono a este átomo de carbono. Actualmente hay seis posiciones donde los átomos de carbono pueden expandirse y se pueden probar una por una. Después de colocarlo en una posición, compárelo con la estructura obtenida. Si se repite, solo hay un tipo, si la estructura es diferente, almacene esta nueva estructura. En este ejemplo, es obvio que las seis posiciones son iguales. Para el caso de cuatro átomos de carbono, el cálculo se basa en el resultado de tres átomos de carbono. Basándose en la estructura de tres átomos de carbono, intente colocar el cuarto átomo de carbono en las ocho vacantes recién formadas para determinar la repetibilidad y obtener dos isómeros. El caso de cinco átomos de carbono se amplía a partir de los dos isómeros de cuatro átomos de carbono. De acuerdo con este algoritmo, de hecho, al calcular un alcano con n átomos de carbono, es necesario sacarlo paso a paso de la situación de tres átomos de carbono.