同素体
天然に存在する金属元素のうち、Li,Be, Na, Ca, Sr, Ti, Mn, Fe, Co, Y, Zr, Sn, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Yb, Hf, Tl, Po, Th, Pa, U の27種は同素体を持つ。
セリウム、サマリウム、テルビウム、ジスプロシウム、イッテルビウムはそれぞれ3種の同素体を持つ。
プラセオジム、ネオジム、ガドリニウム、テルビウムはそれぞれ2種の同素体を持つ。
プルトニウムは常圧下で6種の同素体を持ち、加工処理を複雑にしている。高圧下ではさらにもう1種の同素体がある。
プロメチウム、アメリシウム、バークリウム、カリホルニウムもそれぞれ3種の同素体を持つ。
チタンは882 °Cで六方最密充填構造(αチタン)から体心立方構造(βチタン)に転移する。
同素体(どうそたい、英語: allotrope、英語: allotropism)とは、同一元素の単体のうち、原子の配列(結晶構造)や結合様式の関係が異なる物質同士の関係をいう。同素体は単体、すなわち互いに同じ元素から構成されるが、化学的・物理的性質が異なる事を特徴とする。
典型的な例としてよく取り上げられるものに、ダイヤモンドと黒鉛(グラファイト)がある。 炭素の同素体である両者は硬度以外にも、透明度や電気伝導性が大きく異なるが、これはダイヤモンドの分子(正四面体の格子) とグラファイトの分子(平面的な六方格子の層)の構造に大きな違いがあるためで、物性における分子構造の重要性を示す例となっている。
多くの同素体は安定した分子として存在し、相転移(気体、液体、固体)しても化学形は変化しない (例:O2、O3) が、例外的にリンの同素体は固体でのみ現れ、液体ではすべて P4 の形を取る。