同素異形體的形成與轉(zhuǎn)化

徐龍祥

由同種元素組成的不同性質(zhì)的單質(zhì)叫同素異形體，性質(zhì)不同的原因是形態(tài)不同，故名同素異形體.上個世紀80年代高等學校的無機化學教科書中對于碳的單質(zhì)只介紹了金剛石和石墨兩種同素異形體（焦炭、木炭和炭黑等都是含雜質(zhì)的石墨），但現(xiàn)行的九年義務(wù)教育化學課本中卻有金剛石、石墨、C60、碳納米管、單層石墨片（石墨烯）等，可見近30年來隨著科學的發(fā)展和實驗技術(shù)的進步，人們對碳單質(zhì)的研究取得了令人矚目的成就，這些新的同素異形體性質(zhì)優(yōu)異，在材料、催化、信息等諸多領(lǐng)域中具有重要的應(yīng)用前景.

一、同素異形體的形成

同素異形現(xiàn)象的內(nèi)在原因是同一元素原子成鍵方式的多樣性.以氧為例，已知氧元素有氧氣和臭氧兩種同素異形體，氧氣是雙原子分子，典型的共價鍵理論不能解釋其順磁性.按分子軌道理論O2分子是由一個σ鍵和兩個三電子π鍵構(gòu)成，O2分子的結(jié)構(gòu)可表示為，兩個三電子π鍵中各有一個未成對電子，所以O(shè)2分子是順磁性的.臭氧是三原子分子，鍵角116.8°，鍵長和鍵能介于O2和H2O2之間，在O3分子中氧原子之間以兩個σ鍵和一個三個中心四電子的大π鍵結(jié)合，O3分子可表示為：.

長期以來，人們認為氮元素只有一種單質(zhì)N2，N2分子中兩個N原子以一個σ鍵和兩個π鍵結(jié)合，由于N≡N鍵能大，所以氮分子的化學性質(zhì)十分穩(wěn)定.最近，美國化學家在真空條件下制得一種固態(tài)的氮單質(zhì)——N5，與O3相似，N5分子中的五個N原子是靠σ鍵和離域大π鍵結(jié)合的.從以上分析可知，同一元素的原子能以不同的鍵合方式形成不同的分子，從而產(chǎn)生同分異構(gòu)現(xiàn)象.由此聯(lián)想到稀有氣體元素，原子本身已是穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，其單質(zhì)直接由原子構(gòu)成，難以彼此鍵合，氫元素和鹵素原子最外層只差1個電子即達穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，只能以一個σ鍵形成雙原子分子，所以目前看來，這些元素不存在同素異形體.

下面再以磷為例進一步分析同素異形體的成因，磷有三種同素異形體，白磷、紅磷和黑磷.白磷分子由四個磷原子構(gòu)成，分子呈正四面體形，每個磷原子處于四面體的頂點，鍵角60°，由于鍵角小于純p軌道間的90°，所以白磷分子具有張力，這種張力使P4分子中的P-P鍵易于斷裂，故白磷性質(zhì)活潑.在大多數(shù)化學教材中都認為紅磷具有由P4四面體的一個P-P鍵斷裂后互相聚合而成的鏈狀結(jié)構(gòu)，但這種鏈狀結(jié)構(gòu)還保留著白磷分子的“殘片”，部分P-P鍵的鍵角仍小于90°，不能解釋紅磷的穩(wěn)定性.也有人認為紅磷具有管狀結(jié)構(gòu)，管壁上每個磷原子與其他三個磷原子連接，分別構(gòu)成五元環(huán)和六元環(huán)，這種結(jié)構(gòu)兼?zhèn)銫60和碳納米管的特點，能夠解釋紅磷的穩(wěn)定性.磷的第三種同素異形體是黑磷，黑磷具有層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)的P-P鍵長為218pm，層間則為368pm，與石墨相同，黑磷也具有導(dǎo)電性，與石墨的層狀結(jié)構(gòu)不同的是黑磷中層內(nèi)的磷原子并不處在同一平面，而是以椅式或環(huán)已烷的六元環(huán)不斷延伸，從磷元素的三種同素異形體來看，白磷是分子晶體，紅磷和黑磷是過渡型晶體，此外，金剛石是由原子直接構(gòu)成的原子晶體，錫的一種同素異形體——白錫是金屬晶體.可見，晶體類型不同是產(chǎn)生同素異形體的另一重要原因.

第三種情況是晶體類型相同，但晶格類型不同，也會形成同素異形體.例如硫單質(zhì)的兩種同素異形體菱形硫和單斜硫，它們都屬于分子晶體，晶格結(jié)點上都是由8個硫原子構(gòu)成的S8分子，但晶體中S8分子的排列方式不同，即晶格類型不同，所以宏觀上晶體的形狀也不同，這又是形成同素異形體的一個原因.硫在受熱時S8分子斷鍵后彼此連接成長鏈狀的S∞溫度繼續(xù)升高又轉(zhuǎn)變?yōu)镾8、S6、S4、S2等，此外磷的蒸氣在800℃以上也會分解成P2，但這些分子在常溫下并不能穩(wěn)定存在，一般我們只把它們看做“中間體”，不認為是同素異形體，同理，某些金屬從熔融態(tài)降溫凝固時，也會形成不同晶格類型的金屬晶體，也不應(yīng)看做同素異形體，只有常態(tài)下能穩(wěn)定存在的同一元素的不同單質(zhì)才屬于同素異形體.現(xiàn)將存在同素異形體的元素按周期表中的位置列于下表中.

ⅢAⅣAⅤAⅥA2BCNO3SiPS4AsSe5SnSbTe二、同素異形體的相互轉(zhuǎn)化

在大氣平流層的25km處，存在一厚度為20km臭氧層，臭氧濃度可達10ppm，在臭氧層中，存在O2和O3相互轉(zhuǎn)化的動態(tài)平衡：O2O3，在轉(zhuǎn)化過程中，吸收了大量的紫外線，所以，臭氧層是地球上生物免遭紫外線傷害的自然屏障.上個世紀80年代，人們發(fā)現(xiàn)臭氧層中的臭氧濃度降低，在南極上空甚至出現(xiàn)了臭氧層的空洞.其原因是人類活動排放的污染物NOx，氯氟烴等催化了O3的轉(zhuǎn)化，加速了臭氧層的破壞.為此，1987年聯(lián)合國召開了保護臭氧層的國際會議，通過相關(guān)條例，停止生產(chǎn)以氟里昂為制冷劑的冰箱，取消在平流層開辟民航客機航道的計劃，可見研究O3和O2的轉(zhuǎn)化，在環(huán)保方面有著重要作用.

早在上個世紀30年代，就已經(jīng)開始由石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的工業(yè)生產(chǎn).目前，制得的金剛石雖達不到寶石級，但滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求還是綽綽有余的.90年代后，由石墨制得C60等球狀分子和碳納米管及其化合物C60H60、C60F60及籠形的金屬化合物.2004年英國科學家又成功地從石墨晶體中剝離出單層的石墨片，這種世界上最薄的材料具有優(yōu)異的導(dǎo)電導(dǎo)熱性和其他特殊的性質(zhì)，必將在社會生產(chǎn)的各種領(lǐng)域大有作為.

同素異形體的相互轉(zhuǎn)化有時也會給人類帶來危害，最典型的例子是白錫在13.2℃時開始轉(zhuǎn)化為灰錫，低溫或已有少量灰錫時，這種轉(zhuǎn)變加速，由于白錫是金屬晶體，密度較大，而灰錫是金剛石型的原子晶體，密度較小，所以白錫在低溫轉(zhuǎn)化為灰錫時體積迅速膨脹，生成的灰錫呈粉末狀，造成錫制品的損壞，在不明真相的年代，這種現(xiàn)象被稱為“錫瘟”，1873年英國的斯科特率領(lǐng)的南極探險隊由于用錫焊制的油桶在低溫下發(fā)生“錫瘟”致使燃油泄漏而遇難.

綜上所述，同素異形體的存在不是個別的孤立的現(xiàn)象，而是非金屬元素（也包括周期表上對角線附近的少數(shù)金屬）的最外層電子數(shù)較多，成鍵方式多樣的宏觀反映.稀有氣體元素由于原子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，氫及鹵素由于成鍵方式的單一性，都難以形成同素異形體.

由同種元素組成的不同性質(zhì)的單質(zhì)叫同素異形體，性質(zhì)不同的原因是形態(tài)不同，故名同素異形體.上個世紀80年代高等學校的無機化學教科書中對于碳的單質(zhì)只介紹了金剛石和石墨兩種同素異形體（焦炭、木炭和炭黑等都是含雜質(zhì)的石墨），但現(xiàn)行的九年義務(wù)教育化學課本中卻有金剛石、石墨、C60、碳納米管、單層石墨片（石墨烯）等，可見近30年來隨著科學的發(fā)展和實驗技術(shù)的進步，人們對碳單質(zhì)的研究取得了令人矚目的成就，這些新的同素異形體性質(zhì)優(yōu)異，在材料、催化、信息等諸多領(lǐng)域中具有重要的應(yīng)用前景.

一、同素異形體的形成

同素異形現(xiàn)象的內(nèi)在原因是同一元素原子成鍵方式的多樣性.以氧為例，已知氧元素有氧氣和臭氧兩種同素異形體，氧氣是雙原子分子，典型的共價鍵理論不能解釋其順磁性.按分子軌道理論O2分子是由一個σ鍵和兩個三電子π鍵構(gòu)成，O2分子的結(jié)構(gòu)可表示為，兩個三電子π鍵中各有一個未成對電子，所以O(shè)2分子是順磁性的.臭氧是三原子分子，鍵角116.8°，鍵長和鍵能介于O2和H2O2之間，在O3分子中氧原子之間以兩個σ鍵和一個三個中心四電子的大π鍵結(jié)合，O3分子可表示為：.

長期以來，人們認為氮元素只有一種單質(zhì)N2，N2分子中兩個N原子以一個σ鍵和兩個π鍵結(jié)合，由于N≡N鍵能大，所以氮分子的化學性質(zhì)十分穩(wěn)定.最近，美國化學家在真空條件下制得一種固態(tài)的氮單質(zhì)——N5，與O3相似，N5分子中的五個N原子是靠σ鍵和離域大π鍵結(jié)合的.從以上分析可知，同一元素的原子能以不同的鍵合方式形成不同的分子，從而產(chǎn)生同分異構(gòu)現(xiàn)象.由此聯(lián)想到稀有氣體元素，原子本身已是穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，其單質(zhì)直接由原子構(gòu)成，難以彼此鍵合，氫元素和鹵素原子最外層只差1個電子即達穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，只能以一個σ鍵形成雙原子分子，所以目前看來，這些元素不存在同素異形體.

下面再以磷為例進一步分析同素異形體的成因，磷有三種同素異形體，白磷、紅磷和黑磷.白磷分子由四個磷原子構(gòu)成，分子呈正四面體形，每個磷原子處于四面體的頂點，鍵角60°，由于鍵角小于純p軌道間的90°，所以白磷分子具有張力，這種張力使P4分子中的P-P鍵易于斷裂，故白磷性質(zhì)活潑.在大多數(shù)化學教材中都認為紅磷具有由P4四面體的一個P-P鍵斷裂后互相聚合而成的鏈狀結(jié)構(gòu)，但這種鏈狀結(jié)構(gòu)還保留著白磷分子的“殘片”，部分P-P鍵的鍵角仍小于90°，不能解釋紅磷的穩(wěn)定性.也有人認為紅磷具有管狀結(jié)構(gòu)，管壁上每個磷原子與其他三個磷原子連接，分別構(gòu)成五元環(huán)和六元環(huán)，這種結(jié)構(gòu)兼?zhèn)銫60和碳納米管的特點，能夠解釋紅磷的穩(wěn)定性.磷的第三種同素異形體是黑磷，黑磷具有層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)的P-P鍵長為218pm，層間則為368pm，與石墨相同，黑磷也具有導(dǎo)電性，與石墨的層狀結(jié)構(gòu)不同的是黑磷中層內(nèi)的磷原子并不處在同一平面，而是以椅式或環(huán)已烷的六元環(huán)不斷延伸，從磷元素的三種同素異形體來看，白磷是分子晶體，紅磷和黑磷是過渡型晶體，此外，金剛石是由原子直接構(gòu)成的原子晶體，錫的一種同素異形體——白錫是金屬晶體.可見，晶體類型不同是產(chǎn)生同素異形體的另一重要原因.

第三種情況是晶體類型相同，但晶格類型不同，也會形成同素異形體.例如硫單質(zhì)的兩種同素異形體菱形硫和單斜硫，它們都屬于分子晶體，晶格結(jié)點上都是由8個硫原子構(gòu)成的S8分子，但晶體中S8分子的排列方式不同，即晶格類型不同，所以宏觀上晶體的形狀也不同，這又是形成同素異形體的一個原因.硫在受熱時S8分子斷鍵后彼此連接成長鏈狀的S∞溫度繼續(xù)升高又轉(zhuǎn)變?yōu)镾8、S6、S4、S2等，此外磷的蒸氣在800℃以上也會分解成P2，但這些分子在常溫下并不能穩(wěn)定存在，一般我們只把它們看做“中間體”，不認為是同素異形體，同理，某些金屬從熔融態(tài)降溫凝固時，也會形成不同晶格類型的金屬晶體，也不應(yīng)看做同素異形體，只有常態(tài)下能穩(wěn)定存在的同一元素的不同單質(zhì)才屬于同素異形體.現(xiàn)將存在同素異形體的元素按周期表中的位置列于下表中.

ⅢAⅣAⅤAⅥA2BCNO3SiPS4AsSe5SnSbTe二、同素異形體的相互轉(zhuǎn)化

在大氣平流層的25km處，存在一厚度為20km臭氧層，臭氧濃度可達10ppm，在臭氧層中，存在O2和O3相互轉(zhuǎn)化的動態(tài)平衡：O2O3，在轉(zhuǎn)化過程中，吸收了大量的紫外線，所以，臭氧層是地球上生物免遭紫外線傷害的自然屏障.上個世紀80年代，人們發(fā)現(xiàn)臭氧層中的臭氧濃度降低，在南極上空甚至出現(xiàn)了臭氧層的空洞.其原因是人類活動排放的污染物NOx，氯氟烴等催化了O3的轉(zhuǎn)化，加速了臭氧層的破壞.為此，1987年聯(lián)合國召開了保護臭氧層的國際會議，通過相關(guān)條例，停止生產(chǎn)以氟里昂為制冷劑的冰箱，取消在平流層開辟民航客機航道的計劃，可見研究O3和O2的轉(zhuǎn)化，在環(huán)保方面有著重要作用.

早在上個世紀30年代，就已經(jīng)開始由石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的工業(yè)生產(chǎn).目前，制得的金剛石雖達不到寶石級，但滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求還是綽綽有余的.90年代后，由石墨制得C60等球狀分子和碳納米管及其化合物C60H60、C60F60及籠形的金屬化合物.2004年英國科學家又成功地從石墨晶體中剝離出單層的石墨片，這種世界上最薄的材料具有優(yōu)異的導(dǎo)電導(dǎo)熱性和其他特殊的性質(zhì)，必將在社會生產(chǎn)的各種領(lǐng)域大有作為.

同素異形體的相互轉(zhuǎn)化有時也會給人類帶來危害，最典型的例子是白錫在13.2℃時開始轉(zhuǎn)化為灰錫，低溫或已有少量灰錫時，這種轉(zhuǎn)變加速，由于白錫是金屬晶體，密度較大，而灰錫是金剛石型的原子晶體，密度較小，所以白錫在低溫轉(zhuǎn)化為灰錫時體積迅速膨脹，生成的灰錫呈粉末狀，造成錫制品的損壞，在不明真相的年代，這種現(xiàn)象被稱為“錫瘟”，1873年英國的斯科特率領(lǐng)的南極探險隊由于用錫焊制的油桶在低溫下發(fā)生“錫瘟”致使燃油泄漏而遇難.

綜上所述，同素異形體的存在不是個別的孤立的現(xiàn)象，而是非金屬元素（也包括周期表上對角線附近的少數(shù)金屬）的最外層電子數(shù)較多，成鍵方式多樣的宏觀反映.稀有氣體元素由于原子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，氫及鹵素由于成鍵方式的單一性，都難以形成同素異形體.

由同種元素組成的不同性質(zhì)的單質(zhì)叫同素異形體，性質(zhì)不同的原因是形態(tài)不同，故名同素異形體.上個世紀80年代高等學校的無機化學教科書中對于碳的單質(zhì)只介紹了金剛石和石墨兩種同素異形體（焦炭、木炭和炭黑等都是含雜質(zhì)的石墨），但現(xiàn)行的九年義務(wù)教育化學課本中卻有金剛石、石墨、C60、碳納米管、單層石墨片（石墨烯）等，可見近30年來隨著科學的發(fā)展和實驗技術(shù)的進步，人們對碳單質(zhì)的研究取得了令人矚目的成就，這些新的同素異形體性質(zhì)優(yōu)異，在材料、催化、信息等諸多領(lǐng)域中具有重要的應(yīng)用前景.

一、同素異形體的形成

同素異形現(xiàn)象的內(nèi)在原因是同一元素原子成鍵方式的多樣性.以氧為例，已知氧元素有氧氣和臭氧兩種同素異形體，氧氣是雙原子分子，典型的共價鍵理論不能解釋其順磁性.按分子軌道理論O2分子是由一個σ鍵和兩個三電子π鍵構(gòu)成，O2分子的結(jié)構(gòu)可表示為，兩個三電子π鍵中各有一個未成對電子，所以O(shè)2分子是順磁性的.臭氧是三原子分子，鍵角116.8°，鍵長和鍵能介于O2和H2O2之間，在O3分子中氧原子之間以兩個σ鍵和一個三個中心四電子的大π鍵結(jié)合，O3分子可表示為：.

長期以來，人們認為氮元素只有一種單質(zhì)N2，N2分子中兩個N原子以一個σ鍵和兩個π鍵結(jié)合，由于N≡N鍵能大，所以氮分子的化學性質(zhì)十分穩(wěn)定.最近，美國化學家在真空條件下制得一種固態(tài)的氮單質(zhì)——N5，與O3相似，N5分子中的五個N原子是靠σ鍵和離域大π鍵結(jié)合的.從以上分析可知，同一元素的原子能以不同的鍵合方式形成不同的分子，從而產(chǎn)生同分異構(gòu)現(xiàn)象.由此聯(lián)想到稀有氣體元素，原子本身已是穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，其單質(zhì)直接由原子構(gòu)成，難以彼此鍵合，氫元素和鹵素原子最外層只差1個電子即達穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，只能以一個σ鍵形成雙原子分子，所以目前看來，這些元素不存在同素異形體.

下面再以磷為例進一步分析同素異形體的成因，磷有三種同素異形體，白磷、紅磷和黑磷.白磷分子由四個磷原子構(gòu)成，分子呈正四面體形，每個磷原子處于四面體的頂點，鍵角60°，由于鍵角小于純p軌道間的90°，所以白磷分子具有張力，這種張力使P4分子中的P-P鍵易于斷裂，故白磷性質(zhì)活潑.在大多數(shù)化學教材中都認為紅磷具有由P4四面體的一個P-P鍵斷裂后互相聚合而成的鏈狀結(jié)構(gòu)，但這種鏈狀結(jié)構(gòu)還保留著白磷分子的“殘片”，部分P-P鍵的鍵角仍小于90°，不能解釋紅磷的穩(wěn)定性.也有人認為紅磷具有管狀結(jié)構(gòu)，管壁上每個磷原子與其他三個磷原子連接，分別構(gòu)成五元環(huán)和六元環(huán)，這種結(jié)構(gòu)兼?zhèn)銫60和碳納米管的特點，能夠解釋紅磷的穩(wěn)定性.磷的第三種同素異形體是黑磷，黑磷具有層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)的P-P鍵長為218pm，層間則為368pm，與石墨相同，黑磷也具有導(dǎo)電性，與石墨的層狀結(jié)構(gòu)不同的是黑磷中層內(nèi)的磷原子并不處在同一平面，而是以椅式或環(huán)已烷的六元環(huán)不斷延伸，從磷元素的三種同素異形體來看，白磷是分子晶體，紅磷和黑磷是過渡型晶體，此外，金剛石是由原子直接構(gòu)成的原子晶體，錫的一種同素異形體——白錫是金屬晶體.可見，晶體類型不同是產(chǎn)生同素異形體的另一重要原因.

第三種情況是晶體類型相同，但晶格類型不同，也會形成同素異形體.例如硫單質(zhì)的兩種同素異形體菱形硫和單斜硫，它們都屬于分子晶體，晶格結(jié)點上都是由8個硫原子構(gòu)成的S8分子，但晶體中S8分子的排列方式不同，即晶格類型不同，所以宏觀上晶體的形狀也不同，這又是形成同素異形體的一個原因.硫在受熱時S8分子斷鍵后彼此連接成長鏈狀的S∞溫度繼續(xù)升高又轉(zhuǎn)變?yōu)镾8、S6、S4、S2等，此外磷的蒸氣在800℃以上也會分解成P2，但這些分子在常溫下并不能穩(wěn)定存在，一般我們只把它們看做“中間體”，不認為是同素異形體，同理，某些金屬從熔融態(tài)降溫凝固時，也會形成不同晶格類型的金屬晶體，也不應(yīng)看做同素異形體，只有常態(tài)下能穩(wěn)定存在的同一元素的不同單質(zhì)才屬于同素異形體.現(xiàn)將存在同素異形體的元素按周期表中的位置列于下表中.

ⅢAⅣAⅤAⅥA2BCNO3SiPS4AsSe5SnSbTe二、同素異形體的相互轉(zhuǎn)化

在大氣平流層的25km處，存在一厚度為20km臭氧層，臭氧濃度可達10ppm，在臭氧層中，存在O2和O3相互轉(zhuǎn)化的動態(tài)平衡：O2O3，在轉(zhuǎn)化過程中，吸收了大量的紫外線，所以，臭氧層是地球上生物免遭紫外線傷害的自然屏障.上個世紀80年代，人們發(fā)現(xiàn)臭氧層中的臭氧濃度降低，在南極上空甚至出現(xiàn)了臭氧層的空洞.其原因是人類活動排放的污染物NOx，氯氟烴等催化了O3的轉(zhuǎn)化，加速了臭氧層的破壞.為此，1987年聯(lián)合國召開了保護臭氧層的國際會議，通過相關(guān)條例，停止生產(chǎn)以氟里昂為制冷劑的冰箱，取消在平流層開辟民航客機航道的計劃，可見研究O3和O2的轉(zhuǎn)化，在環(huán)保方面有著重要作用.

早在上個世紀30年代，就已經(jīng)開始由石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的工業(yè)生產(chǎn).目前，制得的金剛石雖達不到寶石級，但滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求還是綽綽有余的.90年代后，由石墨制得C60等球狀分子和碳納米管及其化合物C60H60、C60F60及籠形的金屬化合物.2004年英國科學家又成功地從石墨晶體中剝離出單層的石墨片，這種世界上最薄的材料具有優(yōu)異的導(dǎo)電導(dǎo)熱性和其他特殊的性質(zhì)，必將在社會生產(chǎn)的各種領(lǐng)域大有作為.

同素異形體的相互轉(zhuǎn)化有時也會給人類帶來危害，最典型的例子是白錫在13.2℃時開始轉(zhuǎn)化為灰錫，低溫或已有少量灰錫時，這種轉(zhuǎn)變加速，由于白錫是金屬晶體，密度較大，而灰錫是金剛石型的原子晶體，密度較小，所以白錫在低溫轉(zhuǎn)化為灰錫時體積迅速膨脹，生成的灰錫呈粉末狀，造成錫制品的損壞，在不明真相的年代，這種現(xiàn)象被稱為“錫瘟”，1873年英國的斯科特率領(lǐng)的南極探險隊由于用錫焊制的油桶在低溫下發(fā)生“錫瘟”致使燃油泄漏而遇難.

綜上所述，同素異形體的存在不是個別的孤立的現(xiàn)象，而是非金屬元素（也包括周期表上對角線附近的少數(shù)金屬）的最外層電子數(shù)較多，成鍵方式多樣的宏觀反映.稀有氣體元素由于原子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，氫及鹵素由于成鍵方式的單一性，都難以形成同素異形體.