同素异性体 allotrope 亦称“同素异形体”。由同种元素组成而性质相异的单质。1841年由瑞典化学家贝采里乌斯(Jöns Jacob Berzelius, 1779—1849)提出。当时,发现并进行研究的同素异性体有碳、硫、磷等。同素异性体的不同性质,是由于组成分子的原子数目不同或原子在晶体中排列方式的不同引起。例如,氧(O2)和臭氧(O3)在物质的量上只有一个氧原子之差,但却在物理和化学性质方面产生了极大的差异。石墨与金刚石具有相同的碳原子数目,但是由于碳原子的空间排列方式不同以及相应地所具有的结合能在量上的不同,两者的性质迥然不同。同素异性现象有单变性的,即在所有条件下,只有其中的某一种形式是最稳定的;也有互变性的,即不同形式在不同条件下是稳定的,并且在特定的温度和压力下,可发生从一种形式到另一种形式的可逆转变。如碳和氧都是单变的。在所有情况下,石墨比金刚石稳定,双原子氧(O2)比三原子的臭氧(O3)稳定。同素异性体的存在,有力地证明了量转变为质这一规律的正确性。 |