小议同素异形体现象

侯前进

【中图分类号】G718.2 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）6-0174-01

同素异形体是一常见的化学现象，如磷元素具有红磷白磷两种形式的不同单质；碳元素具有无定型碳、石墨、钻石不同形式的碳单质；硫有弹性硫、斜方硫、单斜硫不同的硫单质等。

1.定义

同素异形体是指同素异形体，是指由同样的单一化学元素构成，但性质却不相同的单质。

2.性质

（1）物理性质

同素异形体物理性质彼此之间差异比较显著，如氧气（O2）在标准状况下熔点-218℃；沸点-183℃，密度为1.429克/升；不易溶于水；而臭氧（O3） 在标准状况下熔点——251.4℃；沸点-112.4℃，液体密度为1.473克/升。再比如红磷与白磷的物理性质的比较：红磷外观与性状 紫红色无定形粉末，无臭，具有金属光泽，暗处不发光；蒸汽压4357kPa（590℃）、熔 点 590℃（4357kPa）溶解性 不溶于水及二硫化碳，微溶于无水乙醇，溶于碱液；相对密度2.20；而白磷白磷又叫黄磷，为白色至黄色蜡性固体，熔点44.1°C，沸点280°C，密度1.82克/厘米3。

（2）化学性质上也有着活性的差异。例如磷的两种同素异形体，红磷和白磷，它们的着火点分别是240和40摄氏度，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。同素异形体之间在一定条件下可以相互转化。例如在高压下，白磷可转变为黑磷，或者将红磷隔绝空气加热使其升华而后冷却，即可转化为白磷。从表面上看，该转化过程中没有新的元素形成，似乎是物理变化，其实这种转化是一种化学变化。原因很简单：白磷与红磷的化学性质有差异。即红磷经过上述过程变成了另外一种新的物質。如碳的同素异形体有石墨、金刚石以及C-60（又称芙，或巴克球）；硫的同素异形体有弹性硫、斜方硫、单斜硫。将溶化的硫骤然冷却成固体（如倾入冷水中），即得弹性硫。久置于室温时，又变回为斜方硫。弹性硫仅部分溶于二硫化碳，可认为是同素异形体λ-硫与μ-硫所组成。λ-硫溶于二硫化碳，μ-硫不溶于二硫化碳。

3.应用

同素异形体之间的相互转化具有重要的实验室研究价值，另外，在工业应用上也极具重要价值，如将石墨在高温高压下处理，可生成硬度极高的金刚石，可应用于磨蚀料；如条件控制得当、石墨足够纯净，可将石墨转化为更高价值的珠宝级钻石，可谓点石成金。