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同素体とは?

どうそたい

同素体とは、同じ元素だけからできていながら、原子配列や結合の違いによって性質が大きく異なる単体のことです。

同素体(どうそたい)とは、同一の元素のみで構成されているにもかかわらず、原子配列・結合様式・結晶構造などが異なるために、物理的・化学性質が著しく違う単体の関係を指します。英語では「allotrope(アロトロープ)」と呼びます。

代表的な同素体の例として炭素が挙げられます。炭素の同素体には以下のものがあります。

  • ダイヤモンド:炭素原子が正四面体状に共有結合した構造で、天然物質の中で最高の硬度を持つ
  • 黒鉛(グラファイト):炭素原子が六角形の層状に並んだ構造で、柔らかく電気を通す
  • フラーレン:球状に閉じた炭素の集合体で、C60が最も有名
  • グラフェン:単原子層の炭素シートで、優れた導電性と強度を持つ

また、リン(白リン・赤リン)、硫黄(斜方硫黄・単斜硫黄)、酸素(酸素O₂・オゾンO₃)なども同素体の関係にあります。同素体を区別することは、物質の性質や反応性を理解するうえで化学の基礎として重要です。

使い方・例文

鉛筆の芯に使われる黒鉛と、宝飾品のダイヤモンドはどちらも炭素だけでできていますが、同素体の関係にあるため硬さや色が全く異なります。

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