Allotropia, l’esistenza di un elemento chimico in due o più forme, che possono differire nella disposizione degli atomi nei solidi cristallini o nella presenza di molecole che contengono un numero diverso di atomi. L’esistenza di diverse forme cristalline di un elemento è lo stesso fenomeno che nel caso dei composti si chiama polimorfismo. Gli allotropi possono essere monotropi, nel qual caso una delle forme è la più stabile in tutte le condizioni, o enantiotropi, nel qual caso forme diverse sono stabili in condizioni diverse e subiscono transizioni reversibili dall’una all’altra a temperature e pressioni caratteristiche.
Gli elementi che mostrano allotropia includono stagno, carbonio, zolfo, fosforo e ossigeno. Lo stagno e lo zolfo sono enantiotropi: il primo esiste in una forma grigia, stabile sotto i 13,2° C, e una forma bianca, stabile a temperature più alte; lo zolfo forma cristalli rombici, stabili sotto i 95,5° C, e cristalli monoclinici, stabili tra i 95,5° C e il punto di fusione (119° C). Il carbonio, il fosforo e l’ossigeno sono monotropi; la grafite è più stabile del diamante, il fosforo rosso è più stabile del bianco, e l’ossigeno biatomico, con formula O2, è più stabile dell’ossigeno triatomico (ozono, O3) in tutte le condizioni ordinarie.