Явление аллотропии в химии. Что такое аллотропия

Изучение простых веществ и их свойств чрезвычайно важно для неорганической химии и закладывает основу для ее изучения. Кардинальная особенность простых веществ заключается в том, что при рассмотрении их свойств не нужно учитывать изменения их состава, поскольку он всегда один и тот же. Но и у простых веществ необходимо уделить особое внимание явлению аллотропии. Это позволит выявлять зависимость свойств веществ от их химического строения.

Аллотропия (от греческого «tropos» — признак) — это процесс, при котором один химический элемент может трансформироваться в два или больше простых веществ. К примеру, атомы кислорода могут преобразоваться в два других различных вещества – кислород и озон , а сера – кристаллическую и пластическую серу. Вещества, которые образовались из атомов одно химического элемента, называют аллотропными модификациями этого элемента. Аллотропия вызвана разнящимся набором молекул в простом веществе или разным местонахождением частиц в кристаллической решётке этого вещества.

В 1841 году явление аллотропии стало известно науке благодаря ученому Йенсу Якобу Берцелиусу, позднее тщательные и долгие исследования этого явления были проделаны А. Шреттером. В 1860 году, вскоре после того как был открыт закон Авогадро , по которому в веществах одного объема, где установлены равные температуры и давление, существует равное количество молекул, ученые поняли, что элементы имеют возможность находиться в форме молекул со множеством атомов. К примеру, О 2 - кислород и О 3 - озон. В самом начале двадцатого века стало понятно, что отличия в кристаллической конструкции простых веществ — это еще одна причина аллотропии.

Аллотропные модификации

На сегодняшний день насчитывается больше четырехсот аллотропных модификаций простых веществ. К примеру, алмаз и графит – это аллотропные модификации углерода, хотя эти вещества внешне совершенно непохожи. У графита структура гексагональная слоистая, а у алмаза выглядит как правильно соединенная с друг другом сетка тетраэдрических образований.

Иногда это явление объединяют с полиморфизмом. Это возможность веществ твердого агрегатного состояния находится в двух или больше видоизменениях с различной кристаллическим построением и свойствами при одинаковом химическом составе. Но аллотропия имеет отношение лишь к простым веществам, вне зависимости от их агрегатного состояния, а полиморфизм — к любому твердому вещество, без указания на то, простое оно или сложное.Несмотря на количество аллотропных модификаций у химического элемента, самым стойким и не разрушающимся оказывается, в большинстве, только одно. Вот примеры одних из самых распространенных примеров аллотропии веществ: углерод может образовать множество аллотропных модификаций - алмаз, графит, карбин и т.д. Кремний образует два аллотропных видоизменения: аморфный и кристаллический кремний.

Аллотропные формы углерода: a) лонсдейлит; б) алмаз;
в) графит; г) аморфный углерод; д) C60 (фуллерен); е) графен;
ж) однослойная нанотрубка

Разнообразие сложных веществ наблюдается из-за их разного количественного состава. Его можно определить по набору электронов, находящихся на электронном уровне атома и количественное содержание протонов и нейтронов в ядре. Но было обнаружено, что химические элементы могут образовывать различные вариации, у которых у ядер один и тот же заряд, но при этом у них разные массы. Такие разновидности атомов называются изотопами. Явления аллотропии и изотопии являются подтверждениями многообразия неорганических веществ.

Существует более 400 аллотропических разновидностей простых веществ. Однако точная причина, объясняющая такого рода видоизменения, до сих пор не выявлена. В молекулах подобных модификаций, как правило, разное количество атомов и строение кристаллических решеток, вследствие чего и отличаются этих веществ. Найдены аллотропные модификации мышьяка, стронция, сурьмы, при высоких температурах - железа и многих других элементов. Склонность к аллотропии ярче проявляется у неметаллов. Исключение составляют галогены и благородные газы, и полуметаллы.

Аллотропные модификации

Фосфор. Изучены 11 аллотропных модификаций фосфора, в том числе белого, красного и черного. Все они различаются по физическим свойствам. Белый фосфор светится в темноте и может самовоспламеняться, в то время как красный не воспламеняется, не обладает свечением и не ядовит.
- Углерод. Издавна установлен факт, что алмаз и уголь при сгорании образуют углекислый газ. Отсюда следует, что в их состав входит один и тот же элемент - углерод. У углерода существует много форм связывания атомов между собой, поэтому невозможно точно сказать о числе его модификаций. К наиболее известным относятся - графит, алмаз, карбин, лонсдейлит, фуллерены углеродные.
- Сера. Аналогичное отличие характеризует молекулы двух разновидностей серы. Разница между молекулами серы заключается в том, что атомы восьмивалентной серы образуют восьмичленное кольцо, а молекулы шестивалентной выстраиваются в линейные цепочки из шести атомов серы. При нормальных условиях все модификации серы переходят в ромбическую.
- Кислород. У кислорода существуют две аллотропные модификации: кислород и озон. Кислород не имеет цвета и запаха. Озон обладает специфическим запахом, бледно-фиолетовым цветом и является бактерицидным веществом.
- Бор. У бора более 10 аллотропных модификаций. Существует аморфный бор в виде бурого порошка и черный кристаллический. Физические свойства этих веществ различны. Так реакционная способность аморфного бора гораздо выше, чем кристаллического.
- Кремний. Две стержневые модификации кремния – это аморфная и кристаллическая. Существует поликристаллический и монокристаллический кремний. Различие их заключается в строении кристаллических решеток.
- Сурьма. Изучены четыре металлические и три аморфные аллотропные модификации сурьмы: взрывчатая, чёрная и жёлтая. Металлические модификации существуют при разном давлении. Из

Это понятие широко распространено в природе. К примеру, кислород и озон - это вещества, состоящие только из химического элемента оксигена. Как это возможно? Давайте разбираться вместе.

Определение понятия

Аллотропией называют явление существования одного химического элемента в виде двух или более простых веществ. Его открывателем по праву считается химик и минеролог из Швеции Йенс Берцелиус. Аллотропия - это явление, которое имеет много общего с полиморфизмом кристаллов. Это вызвало долгие споры среди ученых. В настоящее время они пришли к мнению, что полиморфизм характерен только для твердых простых веществ.

Причины аллотропии

Образовывать несколько простых веществ могут не все химические элементы. Способность к аллотропии обусловлена строением атома. Чаще всего она встречается у элементов, имеющих переменное значение степени окисления. К ним относятся полу- и неметаллы, инертные газы и галогены.

Аллотропия может быть обусловлена несколькими причинами. К ним относится разное количество атомов, порядок их соединения в молекулу, параллельность спинов электронов, тип кристаллической решетки. Рассмотрим данные виды аллотропии на конкретных примерах.

Кислород и озон

Данный вид аллотропии - пример того, как разное количество атомов одного химического элемента определяет физические и химические Это касается и физиологического влияния на живые организмы. Так, кислород состоит из двух атомов оксигена, озон - из трех.

В чем же отличия этих веществ? Оба они газообразны. Кислород не имеет цвета, вкуса и запаха, он в полтора раза легче озона. Это вещество хорошо растворяется в воде, причем с понижением температуры скорость этого процесса только увеличивается. Кислород необходим всем организмам для дыхания. Поэтому это вещество является жизненно важным.

Озон имеет голубой цвет. Его характерный запах ощущал каждый из нас после дождя. Он резкий, но довольно приятный. По сравнению с кислородом, озон более химически активен. В чем же причина? При разложении озона образуется молекула кислорода и свободный атом оксигена. Он тут же вступает в образуя новые вещества.

Удивительные свойства углерода

А вот количество атомов в молекуле углерода всегда остается неизменным. При этом он образует абсолютно разные вещества. Самыми распространенными модификациями углерода являются алмаз и графит. Первое вещество считается самым твердым на планете. Это свойство обусловлено тем, что атомы в алмазе связаны прочными ковалентными связями по всем направлениям. В совокупности они образуют трехмерную сеть из тетраэдров.

У графита прочные связи формируются только между атомами, расположенными в горизонтальной плоскости. По этой причине разломать графитовый стержень вдоль практически невозможно. А вот связи, которые соединяют горизонтальные слои углерода между собой, очень слабые. Поэтому каждый раз, когда мы проводим простым карандашом по бумаге, на ней остается серый след. Это и есть слой углерода.

Аллотропия серы

Причина модификаций серы также заключается в особенностях внутренней структуры молекул. Самой устойчивой формой является ромбическая. Кристаллы этого вида аллотропии серы называют ромбоидальными. Каждый из них образован коронообразными молекулами, в состав каждой из которой входит 8 атомов. По физическим свойствам ромбическая сера является твердым веществом желтого цвета. Она не только не растворяется в воде, но даже не смачивается ею. Показатели тепло- и электропроводности очень низкие.

Структура моноклинной серы представлена параллелепипедом со скошенными углами. вещество напоминает иглы темно-желтого цвета. Если серу расплавить, а потом поместить в холодную воду, образуется ее новая модификация. Ее первоначальная структура разрушится до полимерных цепей разной длины. Так получают пластическую серу - резиноподобную массу коричневого цвета.

Модификации фосфора

Ученые насчитывают 11 видов фосфора. Его аллотропия была открыта практически случайно, как и само это вещество. В поисках философского камня алхимик Бранд получил светящуюся сухую субстанцию в результате выпаривания мочи. Это был белый фосфор. Данное вещество характеризуется большой химической активностью. Достаточно повышения температуры до 40 градусов, чтобы белый фосфор вступил в реакцию с кислородом и воспламенился.

Для фосфора причина аллотропии - это изменение в структуре кристаллической решетки. Изменить ее можно только при определенных условиях. Так, увеличив давление и температуру в атмосфере углекислого газа, получают красный фосфор. Химически он менее активен, поэтому для него не характерно свечение. При нагревании он превращается в пар. Мы наблюдаем это каждый раз, зажигая обычные спички. Терочная поверхность как раз содержит красный фосфор.

Итак, аллотропия - это существование одного химического элемента в виде нескольких простых веществ. Чаще всего встречается среди неметаллов. Основными причинами этого явления считаются разное количество атомов, образующих молекулу вещества, а также изменение конфигурации кристаллической решетки.

Причины многообразия органических соединений - способность атомов углерода образовывать различные цепи и циклы, соединяясь между собой. То есть явление изомерии. А в чем причина многообразия простых Оказывается, на этот вопрос можно ответить, рассмотрев, что такое аллотропия. Именно с этим природным явлением в мире химических элементов связывают существование разных форм простых соединений.

Что такое аллотропия?

Ответить на этот вопрос можно так. Это явление существования одного и того же химического элемента в виде нескольких простых веществ. То есть если ячеек в таблице Менделеева 118, то это не означает, что и в природе атомов столько же. Каждый из элементов (почти все) имеют по одной или несколько разновидностей, или аллотропных модификаций.

Чем же различаются такие вещества? Причин у рассматриваемого явления основных две:

  • различное число атомов в молекуле (аллотропия состава);
  • неодинаковое решетки (аллотропия формы).

Часто это понятие сопряжено с термином полиморфизм. Однако между ними есть отличие. Что такое видоизменения химического элемента в разные простые вещества, независимо от того, в каком агрегатном состоянии оно находится. В то время как полиморфизм - это понятие, применимое лишь для твердых

Различные соединений принято обозначать латинскими буквами перед их названием. Альфа всегда ставится перед той формой, которая имеет минимальную температуру плавления, кипения. Дальше по алфавиту и увеличению показателей соответственно.

Несмотря на то что химический элемент в основе простых веществ один и тот же, свойства модификаций значительно отличаются друг от друга, причем как физические, так и химические. Проще всего формируют аллотропные формы:

  • неметаллы (кроме галогенов и инертных газов);
  • полуметаллы.

Меньше всего изучена аллотропия металлов, так как они подобные модификации образуют неохотно и не все. Всего на сегодняшний день известно более 400 различных форм простых веществ. Чем больше степеней окисления характерно для элемента, тем выше количество известных для него аллотропных видоизменений.

Видоизменения углерода

Аллотропия углерода - это самый распространенный и яркий пример, иллюстрирующий рассматриваемое явление. Ведь именно этот элемент способен формировать несколько разновидностей соединений, различающихся строением кристаллической решетки. При этом образующиеся простые вещества настолько полярны по своим свойствам, что остается только удивляться решениям природы.

Итак, аллотропия углерода включает в себя следующие модификации.

  1. Что такое аллотропия углерода, можно проследить и на следующей его форме, которая кардинально отличается от предыдущей. Это графит. Очень мягкое вещество, способное легко отслаиваться и оставлять характерный след на бумаге. Поэтому его используют для изготовления грифелей простых карандашей. Структура данной формы - гексагональная слоистая. Связи между прослойками слабые, легко рвутся, плотность вещества низкая. Используется графит для получения синтетических алмазов, как твердый смазочный материал, для изготовления электродов, как наполнитель пластмасс, а также в ядерных реакторах.
  2. Фуллерены - еще одно доказательство того, что существует аллотропия. Химия этих соединений схожа с таковой у ароматических углеводородов. Ведь структура их представлена выпуклыми замкнутыми многогранниками, напоминающими Применяются фуллерены в технике как полупроводник, для производства сверхпроводящих соединений, как фоторезист и прочее.
  3. Лонсдейлит и церафит - еще две кристаллические аллотропные модификации углерода. Открыты были сравнительно недавно. По свойствам очень схожи с алмазом, при отсутствии примесей способны быть даже в несколько раз тверже.
  4. Уголь и сажа - аморфная аллотропия веществ. Используются в качестве топлива, смазочных материалов, в фильтрах и так далее. По содержанию в природе самые распространенные из всех модификаций углерода.

Алмаз

Самое твердое из всех известных на сегодня веществ, оценивающееся в 10 баллов по шкале Мооса. Кристаллическая форма углерода, структура которой имеет вид правильно соединенных между собой в сеть тетраэдрических образований.

Алмаз способен очень хорошо рассеивать свет, что позволяет использовать его в качестве ювелирного украшения (бриллианты). Благодаря своей чрезвычайной твердости, используется для резки и сварки, бурения, полировки и шлифования. На сегодняшний день налажено производство используемых в промышленности.

Другие разновидности

Также существует еще несколько разновидностей данного элемента:

  • нанотрубки;
  • нанопены;
  • астролены;
  • нановолокна;
  • стеклоуглерод;
  • графены;
  • карбин;
  • нанопочки.

Неподтвержденные, но предполагаемые формы существования простых соединений углерода: чаоит, металлический углерод и диуглерод.

Аллотропия кислорода

Данный неметалл образует два простых вещества:

  • газ кислород (при обычных условиях), формула которого О 2 ;
  • газообразный озон, эмпирическое отражение состава которого О 3 .

Очевидно, что здесь самая главная причина существования модификаций - состав молекулы. Обычный кислород - основа жизни всех живых существ (за исключением анаэробных бактерий). Он является активным участником газообмена, источником энергии для всех процессов жизнедеятельности. В химическом отношении - окислитель, при помощи которого осуществляется множество реакций.

Озон же образуется в природе или специальных лабораторных установках озонаторах из кислорода воздуха под действием сильного разряда электричества. В естественных условиях - это молния. В низких рассеянных концентрациях имеет приятный запах свежести (после грозы всегда ощущается в воздухе). Является очень сильным окислителем, отбеливателем, химически активен.

Видоизменения фосфора

Аллотропия кислорода схожа с таковой и у фосфора. Он также имеет около 11 различных модификаций, различающихся числом атомов в молекуле, а значит, химической связью и свойствами. Выделяют три устойчивые формы и остальные, в природе практически не встречающиеся и распадающиеся.

  1. Белый фосфор. Формула его Р 4 . Вещество, напоминающее мягкий парафин белого или слегка желтоватого цвета. Легко плавится, переходя в ядовитый газ.
  2. Красный фосфор - пастообразная масса, имеющая неприятный запах. Формула - Р n . Это полимерная структура.
  3. Черный фосфор - жирная на ощупь масса, которая имеет черный цвет и совершенно не растворяется в воде.

Видоизменения металлов

Что такое аллотропия металлов, можно узнать на примере железа. Оно существует в виде:

  • альфа-;
  • бета-;
  • гамма-;
  • сигма-формы.

Каждая отличается от предыдущей строением кристаллической решетки и, соответственно, свойствами. Например, альфа-форма - ферромагнетична, а бета -парамагнетик.

Вообще, из всех известных металлов аллотропные модификации образуют всего 27 химических элементов.

Аллотропия олова

Интересна тем, что альфа-форма - это серый порошок, который существует лишь при низких температурах. Бета-форма, напротив, металл, серебристо-белый, мягкий и пластичный. Существует при высоких показателях температур - до 161 о С. Одна форма легко переходит в другую в естественных условиях, если будет градусный перепад.

Различных по строению и свойствам - так называемых аллотропных (или аллотропических) модификаций или форм.

Явление аллотропии обусловлено либо различным составом молекул простого вещества (аллотропия состава ), либо способом размещения атомов или молекул в кристаллической решётке (аллотропия формы ).

Энциклопедичный YouTube

  • 1 / 5

    Понятие аллотропии введено в науку Й. Берцелиусом в 1841 году для обозначения разных форм существования элементов; одновременно он предполагал, по-видимому, применить его и к изомерии соединений . После принятия гипотезы А. Авогадро в 1860 году стало понятно, что элементы могут существовать в виде многоатомных молекул, например, О 2 - кислород и О 3 - озон .

    В начале XX века было признано, что различия в кристаллической структуре простых веществ (например, углерода или фосфора) также являются причиной аллотропии. В 1912 году В. Оствальд отметил, что аллотропия элементов является просто частным случаем полиморфизма кристаллов , и предложил отказаться от этого термина. Однако по настоящее время эти термины используются параллельно. Аллотропия относится только к простым веществам, независимо от их агрегатного состояния; полиморфизм - только к твёрдому состоянию независимо от того, простое это вещество или сложное. Таким образом, эти термины совпадают для простых твёрдых веществ (кристаллическая сера, фосфор, железо и др.) .

    Примеры аллотропии

    В настоящее время известно более 400 разновидностей простых веществ. Способность элемента к образованию аллотропных форм обусловлена строением атома, которое определяет тип химической связи, строение молекул и кристаллов.

    Как правило, большее число аллотропных форм образуют элементы, имеющие переменные значения координационного числа или степени окисления (олово, фосфор). Другим важным фактором является катенация - способность атомов элемента образовывать гомоцепные структуры (например, сера). Склонность к аллотропии более выражена у неметаллов , за исключением галогенов , благородных газов , и полуметаллов .

    Принято обозначать различные аллотропические формы одного и того же элемента строчными буквами греческого алфавита; причём форму, существующую при самых низких температурах, обозначают буквой α, следующую - β и т. д.

    Неметаллы

    Элемент Аллотропные модификации
    Водород :

    Водород может существовать в виде орто - и пара -водорода. В молекуле орто-водорода o -H 2 (т. пл. −259,10 °C, т. кип. −252,56 °C) ядерные спины параллельны, а у пара-водорода p -H 2 (т. пл. −259,32 °C, т. кип. −252,89 °C) - антипараллельны.

    Углерод :
    Фосфор :

    Известно 11 аллотропных модификаций фосфора. Основные модификации: белый , красный и чёрный фосфор . Белый фосфор ядовит, светится в темноте, способен самовоспламеняться, красный фосфор не ядовит, не светится в темноте, сам по себе не воспламеняется.

    Кислород :

    Две аллотропные модификации: О 2 - кислород и О 3 - озон . Кислород бесцветен, не имеет запаха; озон имеет выраженный запах, имеет бледно-фиолетовый цвет, он более бактерициден.

    Сера :

    Большое число аллотропных модификаций, второе место после углерода. Основные модификации: ромбическая, моноклинная и пластическая сера.

    Селен :

    Красный цикло-Se 8 , серый полимер Se и чёрный селен.

    Полуметаллы

    Элемент Аллотропные модификации
    Бор :

    Бор существует в аморфном и кристаллическом видах. Аморфный бор - порошок бурого цвета. Обладает большей реакционной способностью, чем кристаллический бор. Кристаллический бор - вещество чёрного цвета. Известно более 10 аллотропных модификаций бора, которые кристаллизуются в ромбической и тетрагональной сингониях. Наиболее устойчивая модификация - β-ромбический бор - состоит из икосаэдров B 12 , которые образуют слои, объединенные в бесконечную структуру.

    Кремний :

    Различают две основные аллотропные модификации кремния - аморфную и кристаллическую. Решётка кристаллической модификации кремния - атомная, алмазоподобная. Также выделяют поликристаллический и монокристаллический кремний.

    Мышьяк :

    Три основные аллотропные модификации: жёлтый мышьяк (неметалл, состоящий из молекул As 4 - структура, аналогичная белому фосфору), серый мышьяк (полуметаллический полимер), чёрный мышьяк (неметаллическая молекулярная структура, аналогичная красному фосфору).

    Германий :

    Две аллотропные модификации: α-Ge - полуметалл с алмазоподобной кристаллической решёткой и β-Ge - с металлической структурой, аналогичной β-Sn.

    Сурьма :

    Известны четыре металлических аллотропных модификаций сурьмы, существующих при различных давлениях, и три аморфные модификации (взрывчатая, чёрная и жёлтая сурьма), из которых наиболее устойчива металлическая форма серебристо-белого цвета с синеватым оттенком

    Полоний :

    Полоний существует в двух аллотропных металлических модификациях. Кристаллы одной из них - низкотемпературной - имеют кубическую решетку (α-Po), а другой - высокотемпературной - ромбическую (β-Po). Фазовый переход из одной формы в другую происходит при 36 °C, однако при обычных условиях полоний находится в высокотемпературной форме вследствие разогрева собственным радиоактивным излучением.

    Металлы

    Среди металлов, которые встречаются в природе в больших количествах (до U, без Tc и Pm), 28 имеют аллотропные формы при атмосферном давлении: Li, Be, Na, Ca, Sc, Ti, Mn, Fe, Co, Sr, Y, Zr, Sn, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Yb, Hf, Tl, Th, Pa, U. Также важны аллотропные формы ряда металлов, образующиеся при их технологической обработке: Ti при 882˚C, Fe при 912˚C и 1394˚C, Co при 422˚C, Zr при 863˚C, Sn при 13˚C и U при 668˚C и 776˚C.

    Элемент Аллотропные модификации
    Олово :

    Олово существует в трех аллотропных модификациях. Серое олово (α-Sn) мелкокристаллический порошок, полупроводник, имеющий алмазоподобную кристаллическую решётку, существует при температуре ниже 13,2 °С. Белое олово (β-Sn) - пластичный серебристый металл, устойчивый в интервале температур 13,2-161 °С. Высокотемпературное гамма-олово (γ-Sn), имеющее ромбическую структуру, отличается высокой плотностью и хрупкостью, устойчиво между 161 и 232 °С (температура плавления чистого олова).

    Железо :

    Для железа известны четыре кристаллические модификации: до 769 °C (точка Кюри) существует α-Fe (феррит) с объёмноцентрированной кубической решёткой и свойствами ферромагнетика ; в температурном интервале 769-917 °C существует β-Fe, который отличается от α-Fe только параметрами объёмноцентрированной кубической решётки и магнитными свойствами парамагнетика ; в температурном интервале 917-1394 °C существует γ-Fe (аустенит) с гранецентрированной кубической решёткой; выше 1394 °C устойчиво δ-Fe с объёмоцентрированной кубической решёткой

    Лантаноиды :

    Церий, самарий, диспрозий и иттербий имеют по три аллотропических модификации; празеодим, неодим, гадолиний и тербий - по две.

    Актиноиды :

    Для всех актиноидов, кроме актиния, характерен полиморфизм. Кристаллические структуры протактиния, урана, нептуния и плутония по своей сложности не имеют аналогов среди лантаноидов и более похожи на структуры 3d-переходных металлов. Плутоний имеет семь полиморфных модификаций (в том числе, при обычном давлении - 6), а уран, прометий, нептуний, америций, берклий и калифорний - три. Лёгкие актиноиды в точке плавления имеют объёмно-центрированную решётку, а начиная с плутония - гранецентрированную.

    Энантиотропные и монотропные переходы

    Переход одной аллотропной модификации в другую происходит при изменении температуры или давления (или одновременном воздействии обоих факторов) и связан со скачкообразным изменением свойств вещества. Этот процесс бывает обратимым (энантиотропным ) и необратимым (монотропным ).

    Примером энантиотропного перехода может служить превращение ромбической серы в моноклинную α-S (ромб.) ↔ β-S (монокл.) при 95,6 °C. При обычной температуре стабильной является ромбическая модификация серы, которая при нагревании до 95,6 °С при нормальном давлении переходит в моноклинную форму. Последняя при охлаждении ниже 95,6 °С вновь переходит в ромбическую форму. Таким образом, переход одной формы серы в другую происходит при одной и той же температуре, и сами формы называются энантиотропными.

    К монотропному переходу относится превращение белого фосфора P 4 под давлением 1,25 ГПа и температуре 200 °C в более стабильную модификацию - чёрный фосфор. При возвращении к обычным условиям обратный переход не происходит. Переход из нестабильной формы в стабильную в принципе возможен при любой температуре, а обратный - нет, то есть определенная точка перехода отсутствует. Ещё один пример - превращение графита в алмаз при давлении 6 ГПа и температуре 1500 °C в присутствии катализатора (никель, хром, железо и другие металлы), то есть при условиях термодинамической устойчивости алмаза. Тогда как алмаз легко и быстро переходит в графит при температурах выше 1000 °С. В обоих случаях давление способствует превращению, поскольку образуется вещества с более высокой плотностью, чем исходные.

    Три известные модификации олова оловянная чума »). Обратный процесс возможен только путём переплавки.