
一、定义
同素异形体(又称同素异性体):由同种元素组成性质不同的单质 , 互称同素异形体 。
二、形成方式
同素异形体的形成方式有多种 , 如:
1.组成分子的原子数目不同 , 例如:氧气(O2)和臭氧(O3) 。
2.晶格中原子的排列方式不同 , 例如:金刚石、石墨和C60 。
3.晶格中分子排列的方式不同 , 例如:正交硫和单斜硫 。
4. 磷有白磷、红磷 、黑磷3种同素异形体。
三、性质特点
⒈同素异形体之间的性质差异主要表现在物理性质上 , 化学性质上也有着活性的差异 。
例如磷有白磷、红磷 、黑磷3种同素异形体。 它们的着火点分别是40℃和240℃ , 充分燃烧之后的产物都是五氧化二磷;白磷(P4)有剧毒 , 可溶于二硫化碳 , 红磷(Pn)无毒 , 却不溶于二硫化碳 。
⒉同素异形体之间在一定条件下可以相互转化 , 这种转化是一种化学变化 。
在隔绝空气条件下 , 白磷加热到260℃时就会转化为红磷;红磷加热到416℃时就升华 , 其蒸气冷却后变成白磷 。 将白磷在12000大气压下加热到200℃ , 则会形成一种黑色片状固体 , 称为黑磷 。 这一过程是化学变化 , 因为分子结构变了 。
⒊同一元素因为排列方式不同而产生不同的物理性质与化学性质 。
以熟知的金刚石与石墨为例:
金刚石每个碳原子与相邻的四个碳原子以共价键连接 , 形成四面体结构 , 是一种原子晶体 。
而石墨中 , 碳原子呈层状排列 , 每一层的碳原子以共价键连接形成平面六边形 , 因此相对稳定 , 但层与层之间仅依靠微弱的分子间作用力连接 , 易发生相对滑动 。
【认识同素异形体的注意点】因此石墨的化学性质与金刚石相比更为活泼 , 物理性质差异更加明显 , 金刚石是无色透明的晶体 , 熔点与硬度远大于石墨 。 而石墨是深灰色、质软、不透明 , 易导电的片状固体 。