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同素異形體

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提示:本條目的主題不是同分異構體
碳的其中兩種同素異形體,分別是鑽石(左)及石墨(右)

同素異形體,是指由同一種化學元素構成,而結構形態卻不相同的單質。同素異形體由於結構不同,物理性質與化學性質上也有差異。同素異形體這一術語針對的是單質,而非化合物,更一般的術語是同質異形體,用於晶體材料。

例如磷的兩種同素異形體,紅磷和白磷,它們的燃點分別是攝氏240 °C(464 °F)和40 °C(104 °F),充分燃燒之後的產物都是五氧化二磷;白磷(P4)有劇毒,可溶於二硫化碳,紅磷(Pn)無毒,卻不溶於二硫化碳。同素異形體之間在一定條件下可以相互轉化,這種轉化是一種化學變化。

生活中常見的有,碳的同素異形體石墨金剛石(即鑽石)、無定形碳等,磷的同素異形體白磷和紅磷,元素的同素異形體氧氣臭氧

同素異形體列表[編輯]

非金屬[編輯]

元素 同素異形體 性質
(C)
鑽石 立體結構,等軸晶系,硬度高,透明,導電性弱,導熱性強。
石墨 平面結構,柔軟,可導電
藍絲黛爾石 是一種六方晶系的金剛石
無定形碳 又稱非晶質碳
奈米碳管 結構呈管狀由六邊形組成的蜂窩狀結構
碳60 富勒稀 60個碳原子組成球形32面體
(P)
白磷(黃磷) 標準狀況下為白色或淡黃色固體,溶於二硫化碳。室溫下在空氣中冒煙,易自燃。有劇毒。化學性質比紅磷活潑。
紅磷(赤磷) 紅色粉末狀,較安定,不會自燃,無毒
黑磷 有金屬光澤,又稱金屬磷,是高聚的不溶性固體,最安定,可導電
紫磷 又稱希托夫磷,單斜晶系
(O)
氧氣(O2) 標準狀況下為強氧化性的氣體,無色無味,溫度將至-182.97℃變成淡藍色液體,-222.80℃變成淡藍色雪花狀固體。
臭氧(O3) 氧化性比氧氣還要強的淡藍色氣體,有特殊的腥味,常溫下能將硫化鉛等物質氧化。氧氣在放電下轉化為臭氧,而臭氧受熱即可變回氧氣。
氧4(四聚氧)(O4) 亞穩態存在,存在時間很短。
氧8(紅氧)(O8) 深紅色固體,由氧氣在室溫下於10GPa轉變而成(壓強繼續增大會逐漸變成黑色)。O8表現出單斜晶系的C2/m對稱。
金屬氧 由ε相的O8在96GPa以上轉變為ζ相的金屬氧,金屬氧在低溫下表現出超導性
(S)
彈性硫
單斜硫(S8) 淺黃色固體,熔點119℃。
斜方硫(S8) 黃色固體,熔點112.8℃。
(Se)
灰硒
紅硒
黑硒
(B)
(Si)
晶體矽 金剛石立方結構
無定形矽 比晶體矽熔點低,密度和硬度也低。
(As)
黃砷 分子晶體,由四個As原子組成。
灰砷 最安定,有金屬光澤,又稱金屬砷
黑砷 加熱分解三氧化二砷製得
(H)
氫氣(H2)
氫3(H3) 不穩定,只能以激發態存在
金屬氫

金屬[編輯]

元素 同素異形體 性質
(Ge)
α-鍺
β-鍺 高壓下形成。
(Sb)
金屬銻 銻的最穩定的同素異形體。
黃銻 元素符號Sb4,分子晶體。
黑銻
無定形銻
(爆炸性銻)
電解鹵化銻溶液得到。
(Sn)
α-錫(灰錫)
β-錫(白錫) 金屬錫。
γ-錫(斜方錫)
(Fe)
α-鐵(肥粒鐵 鐵的同素異形體英語Allotropes of iron
β-鐵
ε-鐵英語Hexaferrum
γ-鐵(沃斯田鐵
δ-鐵日語デルタフェライト(Delta ferrite)