同素異形體檢視原始碼討論檢視歷史
| 同素異形體 |
同素異形體是指由同樣的單一化學元素組成，因排列方式不同，而具有不同性質的單質。同素異形體之間的性質差異主要表現在物理性質上，化學性質上也有着活性的差異。例如磷的兩種同素異形體，紅磷和白磷，它們的着火點分別是240和40攝氏度，但是充分燃燒之後的產物都是五氧化二磷；白磷有劇毒，可溶於二硫化碳，紅磷無毒，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。同素異形體的存在不是個別的孤立的現象，而是非金屬元素（也包括周期表上對角線附近的少數金屬）的最外層電子數較多，成鍵方式多樣的宏觀反映。稀有氣體元素由於原子結構的穩定性，氫及鹵素由於成鍵方式的單一性，都難以形成同素異形體。生活中最常見的，有碳的同素異形體：金剛石、石墨、富勒烯、碳納米管、石墨烯和石墨炔；磷的同素異形體：白磷和紅磷；氧的同素異形體：氧氣、臭氧、四聚氧和紅氧。
簡介
同素異形體之間的性質差異主要表現在物理性質上，性質差異的原因是結構不同。同素異形體之間的轉化屬於化學變化，但不屬於氧化還原反應。例如氧氣是沒有顏色、沒有氣味的氣體，而臭氧是淡藍色、有魚腥味的氣體；氧氣的沸點為-183℃，而臭氧的沸點為-112.4℃。同素異形體的化學性質相似。以熟知的金剛石與石墨為例，金剛石每個碳原子與相鄰的四個碳原子以共價鍵連接，形成四面體結構，是一種原子晶體。而石墨中，碳原子呈層狀排列，每一層的碳原子以共價鍵連接形成平面六邊形，因此相對穩定，但層與層只見僅依靠微弱的分子間作用力連接，易發生相對滑動，因此石墨的化學性質與金剛石相比更為活潑，物理性質差異更加明顯，金剛石是無色透明的晶體，熔點與硬度遠大於石墨。而石墨是深灰色、質軟、不透明，易導電的片狀固體。
評價
在大氣平流層的25km處，存在一厚度為20km臭氧層，臭氧濃度可達10ppm。在臭氧層中，存在O2和O3相互轉化的動態平衡：O2⇌O3。在轉化過程中吸收了大量的紫外線，所以，臭氧層是地球上生物免遭紫外線傷害的自然屏障。 .早在上個世紀30年代，就已經開始有石墨轉化為金剛石的工業生產。目前，製得的金剛石雖達不到寶石級，但滿足工業生產的要求還是綽綽有餘的。90年代後，由石墨製得C60等球狀分子和碳納米管及其化合物C60H60、C60F60及籠形的金屬化合物。2004年英國科學家又成功地從石墨晶體中剝離出單層的石墨片，這種世界上最薄的材料具有優異的導電導熱性和其他特殊的性質，必將在社會生產的各種領域大有作為。同素異形體的相互轉化有時也會給人類帶來危害。最典型的例子是白錫在13.2℃時開始轉化為灰錫，低溫或已有少量灰錫時，這種轉變加速。由於白錫是金屬晶體，密度較大，而灰錫是金剛石型的原子晶體，密度較小，所以白錫在低溫轉化為灰錫時體積迅速膨脹，生成的灰錫呈粉末狀，造成錫製品的損壞。在不明真相的年代，這種現象被稱為「錫瘟」。1873年英國的斯科特率領的南極探險隊由於用錫焊制的油桶在低溫下發生「錫瘟」致使燃油泄漏而遇難。 [1]