Allotrooppiset

Allotrooppiset muodot, eli allotroopit, tarkoittavat sitä, että sama alkuaine voi esiintyä useammassa erillisessä rakenteellisessa muodossa saman faasin sisällä. Eri muodot eroavat toisistaan atomien tai molekyylien järjestyksen sekä sidosten tyypin perusteella, mikä johtaa erilaisiin ominaisuuksiin kuten kovuuteen, tiheyteen, sähkönjohtavuuteen ja kemialliseen reaktiivisuuteen. Allotropia syntyy, kun atomit voivat järjestyä eri tavoin kiderakenteiksi tai molekyylijärjestelyiksi, ja olosuhteet kuten paine ja lämpötila vaikuttavat niiden vakauteen. Jotkut allotrooppiset muodot ovat vakavasti stabiileja, toiset metastabiileja tai tilapäisiä.

Esimerkkejä: Hiili muodostaa useita allotrooppisia muotoja. Timantti on kolmiulotteinen kovalenttinen verkosto, erittäin kovaa ja korkealla sulamispisteellä varustettu. Grafiitti koostuu kerroksista, joissa sidokset ovat heikompia, mikä antaa hyvän voitelu- ja johtavuusominaisuuden. Grafeeni ja muut hiilimuodot ovat rakenteeltaan erilaisia mutta läheisiä allotrooppisia muotoja. Happi esiintyy dioxygenina O2 ja ozonina O3; otsoni on vähemmän stabiili ja toimii voimakkaana hapettimena, erityisesti yläilmakehässä. Rikki muodostaa rhombic- ja monoclinic-sulforin allotrooppisia muotoja. Fosfori esiintyy valkoisena, punaisena ja mustana fosforina, joilla on erilaiset rakenteet ja reaktiivisuudet. Rauta ilmentää alfa-Fe (bcc) ja gamma-Fe (fcc) -muotoja, jotka muuttuvat lämpötilan mukaan ja vaikuttavat teräksen ominaisuuksiin.

Allotropy on nimitys alkuaineille esiintyvistä erilaisista rakenteista; polymorfia sen sijaan koskee yhdisteiden erilaisia kiderakenteita.