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同系物是有机化学中的重要概念。它是指结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH₂原子团的化合物。以最简单的烷烃为例，甲烷、乙烷、丙烷就构成了一个同系物序列。从甲烷到乙烷，增加了一个CH₂基团；从乙烷到丙烷，又增加了一个CH₂基团。这种规律性的组成差异是同系物的基本特征。
同系物具有四个关键特征。首先，它们具有相同的通式，比如烷烃的通式都是CnH2n+2。其次，它们的结构相似，都含有相同的官能团。第三，在分子组成上相差一个或若干个CH₂基团。最后，物理性质呈现规律性变化，而化学性质相似。从表格中可以看出，随着碳原子数的增加，烷烃的沸点和密度都呈递增趋势，这体现了同系物物理性质的规律性。
烷烃是最典型的同系物类型。它们的通式为CₙH₂ₙ₊₂，从甲烷开始，依次为乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷等。每相邻两个烷烃分子之间都相差一个CH₂基团。这种规律性的递增关系清楚地展示了同系物的形成规律。通过这个序列，我们可以看到同系物概念在实际化合物中的具体体现。
同系物概念不仅适用于烷烃，还广泛适用于其他类型的有机化合物。醇类化合物如甲醇、乙醇、丙醇，它们的通式为CₙH₂ₙ₊₁OH，都含有羟基官能团。醛类化合物如甲醛、乙醛、丙醛，通式为CₙH₂ₙ₊₁CHO，都含有醛基。羧酸类如甲酸、乙酸、丙酸，通式为CₙH₂ₙ₊₁COOH，都含有羧基。这些不同类型的化合物都遵循同系物的基本规律，体现了同系物概念的普遍适用性。
同系物的性质变化遵循明显的规律。在物理性质方面，随着碳原子数的增加，分子量增大，分子间作用力增强，因此沸点、熔点和密度都呈递增趋势，而在水中的溶解度则递减。从沸点变化图可以清楚地看到这种规律性。在化学性质方面，由于含有相同的官能团，同系物表现出相似的化学反应性质。这种结构与性质的关系是有机化学的重要规律。