同素異形體

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)
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2016年3月18日版,粵語。錄音不會自動更新。

同素異形體,是指由同樣的單一化學元素構成,但性質卻不相同的單質。同素異形體之間的性質差異主要表現在物理性質上,化學性質上也有著活性的差異。

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。

生活中最常見的,有碳的同素異形體:石墨、金剛石(即鑽石)以及C60(又稱芙,或巴克球);還有的同素異形體:白磷和紅磷;另外,臭氧氧氣也是元素的兩種同素異形體。

同素異形體列表

非金屬

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
碳奈米管 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

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)
(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)