同系列在化學上指結構與化學性質相似,相鄰成員的組成差相同化學單元的一系列化合物。同系列中的化合物互為同系物。同系列在有機化學中尤為普遍。[1]同系列的概念最早由法國化學家查爾斯·弗雷德里克·格哈特提出。[2]

例子

直鏈烷烴是一同系列,其碳數最少的物種是甲烷 (CH4),接着是乙烷(C2H6),丙烷,(C3H8),丁烷 (C4H10),戊烷 (C5H12),以此類推。該同系列中物種組成間相差一亞甲基(-CH2-),分子量差14。特別地,同系列中差一個化學單元的物種稱為「相鄰同系物」(adjacent homologues)。[3]同系列中物種物理性質通常有規律地變化。例如直鏈烷烴的沸點隨分子量增加而升高。

類似地,直鏈飽和一元伯醇也組成一同系列,包括甲醇(CH4O),乙醇(C2H6O),1-丙醇(C3H8O),1-丁醇,依此類推。

同系列 結構通式 重複單元 官能團
直鏈烷烴 CnH2n + 2 (n ≥ 1) −CH2 H3C− ... −CH3
直鏈全氟代烷英語perfluoroalkane CnH2n + 2 (n ≥ 1) −CF2 F3C− ... −CF3
直鏈烷基 CnH2n + 1 (n ≥ 1) −CH2 H3C− ... −CH2
直鏈末端烯烴 CnH2n (n ≥ 2) −CH2 H2C=C− ... −CH3
環烷烴 CnH2n (n ≥ 2) −CH2 飽和碳環
直鏈末端炔烴 CnH2n − 2 (n ≥ 2) −CH2 HC≡C− ... −CH3
聚乙炔 C2nH2n + 2 (n ≥ 2) −CH=CH− H3C− ... −CH3
飽和一元伯醇 CnH2n + 1OH (n ≥ 1) −CH2 H3C− ... −OH
飽和直鏈羧酸 CnH2n + 1COOH (n ≥ 0) −CH2 H3C− ... −COOH
直鏈氮烷英語Azane NnHn + 2 (n ≥ 1) −NH− H2N− ... −NH2

同系化反應英語Homologation_reaction是將反應物轉化為其同系物的反應。

無機同系列

同系列非有機化學獨有術語。有些元素,如的一類氧化物分別組成一同系列。例如VnO2n − 1(2 < n < 10)。又如硅烷(SinH2n + 2,n上至8)的同系列與烷烴類似。

參考資料

  1. ^ 王積濤; 張保申,王永梅,胡青眉. 有机化学(第二版). 天津: 南開大學出版社. 2003: 10. ISBN 9787310006205. 
  2. ^ Charles Gerhardt (1843) "Sur la classification chimique des substances organiques"頁面存檔備份,存於網際網路檔案館) (On the chemical classification of organic substances), Revue scientifique et industrielle, 14 : 580-609. From page 588: "17. Nous appelons substances homologues celles qui jouissent des même propriétés chimiques et dont la composition offre certaines analogies dans les proportions relatives des éléments." (17. We call homologous substances those that have the same chemical properties and whose composition offers certain analogies in the relative proportions of elements.)
  3. ^ See In re Henze, 181 F.2d 196, 201 (CCPA 1950), in which the court stated, "In effect, the nature of homologues and the close relationship the physical and chemical properties of one member of a series bears to adjacent members is such that a presumption of unpatentability arises against a claim directed to a composition of matter, the adjacent homologue of which is old in the art."