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同源系列

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有机化学中,同源系列是指具有相同官能团和相似化学性质的化合物序列,其中系列成员可以是支链的,也可以是不支链的,或者以分子式CH2和分子质量14u为区别。这可以是碳链的长度,例如直链烷烃(石蜡),也可以是均聚物(如直链淀粉)中的单体数量。同源系列中的化合物通常有一组固定的官能团,使它们具有相似的化学和物理性质。(例如,初级直链醇系列在碳链末端有一个羟基)。这些性质通常沿着系列逐渐变化,而这些变化往往可以仅仅用分子大小和质量的差异来解释。同源系列这一名称也经常用于任何具有类似结构或包括相同功能团的化合物集合,如一般的烷烃(直链和支链)、烯烃(烯烃)、碳水化合物等。然而,如果成员不能按单一参数的线性顺序排列,那么这个集合可能更适合称为化学家族或同源化合物类,而不是系列。同源系列的概念是由法国化学家CharlesGerhardt在1843年提出的。同系反应是一个将同系的一个成员转化为下一个成员的化学过程。同源系列例子直链烷烃的同源系列始于甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)和戊烷(C5H12)。在该系列中,连续的成员在质量上的不同是在链中插入了一个额外的亚甲基桥(-CH2-单元)。因此,每个成员的分子质量相差14个原子质量单位。在这样一个系列中的相邻成员,如甲烷和乙烷,被称为相邻的同系物。在该系列中,许多物理特性,如沸点,随着质量的增加而逐渐改变。例如,乙烷(C2H6),比甲烷(CH4)的沸点高。

同源系列

这是因为乙烷分子之间的伦敦分散力比甲烷分子之间的分散力高,导致分子间的吸引力更强,提高了沸点。一些重要的有机分子类别是烷烃的衍生物,如一级醇、醛和(单)羧酸形成了与烷烃类似的系列。初级直链醇的相应同源系列包括甲醇(CH4O)、乙醇(C2H6O)、1-丙醇(C3H8O)、1-丁醇等等。单环环烷构成另一个此类系列,从环丙烷开始。生物聚合物也形成同源系列,例如葡萄糖聚合物,如从纤维素开始的纤维素低聚物,或从麦芽糖开始的淀粉低聚物系列,有时被称为麦芽糖低聚物。同源肽,只由一个氨基酸的重复组成的寡肽也可以作为同源系列来研究。

无机同系物

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同源系列并非有机化学所独有。钛、钒和钼的氧化物都形成了同源系列(如VnO2n-1,2<n<10),称为Magnéli相,硅烷SinH2n+2(nxxx为8)也是如此,与烷烃CnH2n+2类似。


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