同素异形体
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同素异形体，是指由相同的化学元素组成，而结构形态却不相同的單质。同素异形体由于结构不同，物理性質与化學性質上也有差異。同素异形体这一术语针对的是单质，而非化合物，更一般的术语是同质异形体，用于晶体材料。[1]
例如磷的兩種同素異形體，紅磷和白磷，它們的燃点分別是攝氏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。
生活中常见的有，碳的同素异形体石墨、金刚石（即钻石）、无定形碳等，磷的同素异形体白磷和红磷，氧元素的同素异形体氧气和臭氧。
同素异形体列表
[编辑]非金属
[编辑]| 元素 | 同素异形体 | 性质 |
|---|---|---|
| 碳(C) | ||
| 钻石 | 立體結構，等軸晶系，硬度高，透明，导电性弱，导热性强。 | |
| 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 | |
| 无定形碳 | 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 富勒烯 | 60個碳原子組成截角正二十面体 | |
| 磷(P) | ||
| 白磷(黄磷) | 标准状况下为白色或淡黄色固体，溶于二硫化碳。室温下在空气中冒烟，易自燃。有剧毒。化学性质比红磷活泼。 | |
| 红磷(赤磷) | 紅色粉末狀，較安定，不會自燃，無毒 | |
| 黑磷(灰磷） | 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 | |
| 氧(O) | ||
| 氧气(O2) | 标准状况下为强氧化性的气体，无色无味，温度将至-182.97℃变成淡蓝色液体，-222.80℃变成淡蓝色雪花状固体。 | |
| 臭氧(O3) | 氧化性比氧气还要强的淡蓝色气体，有特殊的腥味，常温下能将银、硫化铅等物质氧化。氧气在放电下转化为臭氧，而臭氧受热即可变回氧气。 | |
| 氧4(四聚氧)(O4) | 亚稳态存在，存在时间很短。 | |
| 氧8(红氧)(O8) | 深红色固体，由氧气在室温下于10GPa转变而成(压强继续增大会逐渐变成黑色)。O8表现出单斜晶系的C2/m对称。 | |
| 金属氧 | 由ε相的O8在96GPa以上转变为ζ相的金属氧，金属氧在低温下表现出超导性。 | |
| 氮(N) | ||
| 氮气(N2) | 标准状况下为气体，无色无味，温度将至-196℃变成无色液体，-210℃变成无色固体。 | |
| 氮3(N3) | 可能是環狀或直綫狀的分子，極不穩定。 | |
| 氮4(N4) | 性質不穩定，容易分解成氮氣，同時釋放能量。 | |
| 氮8(N8)，又名八氮立方烷 | 还未发现，是一種假想的單質。預計擁有22.9 MJ/kg的能量密度。 | |
| 氮6 | 还未发现 | |
| 硫(S) | ||
| 弹性硫 | ||
| 单斜硫(S8) | 浅黄色固体，熔点119℃。 | |
| 斜方硫(S8) | 黄色固体，熔点112.8℃。 | |
| 硒(Se) | ||
| 灰硒 | 灰硒是半導體，具有可觀的光電導性 | |
| 红硒 | ||
| 黑硒 | 脆性，有光澤，結構不規則和複雜 | |
| 硼(B) | ||
| 無定形硼 | ||
| 結晶硼 | ||
| 矽(Si) | ||
| 晶体矽 | 金剛石立方結構 | |
| 无定形矽 | 比晶体硅熔点低，密度和硬度也低。 | |
| 砷(As) | ||
| 黄砷 | 分子晶体，由四个As原子组成。 | |
| 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 | |
| 氢(H) | ||
| 氢气(H2) | 由兩個氫原子以共價鍵結合，是最輕的氣體。易燃。 | |
| 氢3(H3) | 不穩定，只能以激發態存在 | |
| 金属氢 |
金属
[编辑]| 元素 | 同素异形体 | 性质 |
|---|---|---|
| 锗(Ge) | ||
| α-锗 | ||
| β-锗 | 高压下形成。 | |
| 锑(Sb) | ||
| 金属锑 | 锑的最稳定的同素异形体。 | |
| 黑锑 | ||
| 锡(Sn) | ||
| α-锡（灰锡） | ||
| β-锡（白锡） | 金属锡。 | |
| γ-锡（斜方锡） | ||
| σ-锡 | 高压下形成[2] | |
| 鐵(Fe) | ||
| α-鐵（肥粒鐵） | 鐵的同素異形體 | |
| β-鐵 | ||
| ε-鐵 | ||
| γ-鐵（奥氏体） | ||
| δ-鐵（Delta ferrite） |
- ^ 國際純化學和應用化學聯合會，化學術語概略，第二版。（金皮書）(1997)。在線校正版: (2006–) "Allotrope"。doi:10.1351/goldbook.A00243
- ^ Molodets, A. M.; Nabatov, S. S. Thermodynamic Potentials, Diagram of State, and Phase Transitions of Tin on Shock Compression. High Temperature. 2000, 38 (5): 715–721. S2CID 120417927. doi:10.1007/BF02755923.