[科普中国]-结构异构

结构异构，也称构造异构，是指由于化合物具有不同的原子连接顺序而产生的同分异构现象，与立体异构相对。存在结构异构的化合物互称结构异构体，它们又可分为链异构、位置异构和官能团异构三类。

链异构链异构通常指碳链异构，是指化合物分子中的原子骨架连接方式不同，一般用于形容碳氢化合物。它可以看作是分子式相同的直链化合物与支链化合物之间的异构。

以戊烷为例，它有三种异构体：俗名分别为“正戊烷”、“异戊烷”和“新戊烷”。后两种是将第一种的一些碳原子当作支链而得到的，如下图：

位置异构组成相同而分子中的取代基或官能团（包括碳碳双键和三键）在碳架（碳链或碳环）上的位置不同，这些化合物叫位置异构体。这一现象叫做位置异构现象。

位置异构只涉及取代基或官能团的位置，通常是针对碳架结构相同的化合物来讲的。在推导某有机物的异构体时，可先推导出碳架异构体，然后根据各种碳架异构体分别推导可能有的位置异构体。1

例如，C4H9—OH的结构有：

官能团异构组成相同而分子中的各种原子结合方式或顺序不同，因此有不同的官能团，这些化合物叫做官能团异构。这一现象叫做官能团异构现象。

1、官能团异构涉及分子中碳原子的结合方式（单键、双键或三键）、碳架的基本结构（成链或成环）以及其它原子在碳链中或碳链上的位置。

2、常见的官能团异构有：烯烃和环烷烃、炔烃和二烯烃、醇和醚、醛和酮、羧酸和酯、氨基酸和硝基化合物、酚和芳香醇等。

3、官能团异构跟碳架异构、位置异构有很大的不同，官能团异构体之间在化学性质上往往有本质上的区别。

相关扩展**配位化学：**结构异构体指的是原子一原子成键次序不同，即有不同的分子拓扑。因此，结构异构体始终具有不同的化学和物理性质。配位化合物的结构异构现象包括：键合，水合、配位和离子化异构现象。2

1、键合异构

[Co(CN)6HCS]3-的氰硫基配位化合物的N-和S-键提供了键和异构的例子，如下图：

2、水合异构

经典例子是三氯化铬水合物，其实验式为CrCl3·6H2O。该化合物的绿色形式为：[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O。但是这个化合物溶于水后，将引起与金属紧密结合的氯离子逐个被水分子取代，取代后首先得到兰绿色异构体[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O，其次是紫色异构体[Cr(H2O)]Cl3。

3、配位异构

例子有[Co(NH3)6][Cr(CN)6]和[Cr(NH3)6][Co(CN)6]。在第一个异构体中氨配位体与钴原子配位，而在第二个异构体中，是与铬原子配位。只有下述情况才可能是配位异构现象，即化合物必须要以盐的形式存在，其中阳离子和阴离子都是由过渡金属配位化合物所组成。

4、离子化异构

这种异构现象的例子是化合物[Co(NH3)6Br]SO4和[Co(NH3)6SO4]Br。前者是溴配位体与钴原子配位，而后者溴却是自由阴离子。

本词条内容贡献者为:

杨剑虹 - 教授 - 西南大学