同素异形体

提示：此条目的主题不是同分異構體。

碳的其中兩種同素異形體，分別是鑽石（左）及石墨（右）

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（P_n）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

非金属

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

A~Z

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（英语：Hexaferrum）
	γ-鐵（奥氏体）
	δ-鐵（日语：デルタフェライト）（Delta ferrite）

1. 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
2. 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.