Allotropie
Allotropie (uit het Grieks: allos, ander, en tropos, manier), soms gelijksoortige stoffen, is het verschijnsel dat van een zelfde chemisch element, binnen de vaste aggregatietoestand, meerdere fysische verschijningsvormen of allotropen bestaan. Allotropie bij enkelvoudige vaste stoffen is het gevolg van verschillen in kristalstructuur die ontstaan onder hoge temperaturen of onder hoge druk. Allotropie valt onder het bredere begrip polymorfie dat hetzelfde verschijnsel ook bestudeert bij samengestelde stoffen. De term is bedacht door Jöns Jacob Berzelius.
Enkele voorbeelden van vaste enkelvoudige stoffen die allotropie vertonen, zijn:
- koolstof: als grafiet, diamant, lonsdaleïet, fullerenen, fulleriet en amorfe koolstof
- fosfor in rode, witte of paarse vorm
- zwavel in orthorombische en monokliene vorm
- tin: als grijs of wit tin
- arseen
- zuurstof in de vorm van zuurstofgas en ozon
Allotropen kunnen, door verschillen in de rangschikking van hun atomen, onderling sterk verschillen wat betreft hun mechanische materiaaleigenchappen. Diamant en grafiet zijn bijvoorbeeld twee allotropen van de enkelvoudige stof koolstof; bij diamant zijn de koolstofatomen gerangschikt in een kubisch rooster van tetraëdrisch omringd koolstof; bij grafiet bestaat de structuur uit losse lagen van in zeshoeken gerangschikte koolstofatomen. De verandering van grafietstructuur naar diamantstructuur gebeurt in de aardmantel onder invloed van grote gesteente-druk.