學過化學的朋友都知道，鈉是一種非常活潑的堿金屬，它呈銀白色，很輕很軟，由於原子最外層只有一個電子，鈉有很好的導電性，並且鈉是不透明的。
事實上目前所有已知的金屬對可見光都不透明，這是因為在金屬表面有一層自由電子的「海洋」，當光子與金屬表面碰撞後，其電場會激發金屬表面的電子，使其發生彈性響應，於是光子大多數被反射出去，只有極少數光譜光子被吸收。那些與被吸收光量子耦合的自由電子，其躍遷主要發生在費米能級附近很小的能量範圍內，因此遠離能隙，它們只會產生熱能，不會激發出新的光子，所以金屬在理論和實際上對可見光不透明。鈉是一種活潑的金屬，它自然也是不透明的。
金屬鈉是銀灰色活潑金屬，它不透明
但如果將鈉放在極高壓力的環境下，情況就發生了顯著的變化：在150萬個大氣壓時，鈉的顏色從銀色變為黑色；當壓強達到190萬大氣壓時，鈉開始變得透明，呈紅色；而在300萬大氣壓下，鈉變成了透明的固體！
為什麼會出現這種情況？高壓下的鈉還是鈉嗎？鈉還是鈉，但它已經不再是金屬鈉了，所有這些鈉的高壓同素異形體都是絕緣體和非常規無機電子晶體（electride）。在極強的壓力下，金屬鈉最外層的電子被擠走，與其它原子共價，這改變了鈉的導電性，同時使其具有非常複雜的光學響應，甚至變成透明的絕緣體。鈉的這些同素異形體吸收光譜顯示出強烈的各向異性，也就是說它在一個方向上是光學透明的而在另一個方向上是反射的。
鈉有可能會變成這個樣子，你不可能將它拿在手上，這需要190萬大氣壓
事實上，鋰、鈉和鉀在極高壓力下都會轉變為具有極低導電性的同素異形體，其中一些會變得透明，事實上這些同素異形體已經失去了所有金屬特徵，它們不再是金屬了。
同素異形體是指同樣由單一化學元素組成，由於其原子的排列方式不同，而使之擁有了在同一相（固體、液體或氣體相）內不同的物理和化學性質的單質。
我們最熟悉的莫過於石墨與鑽石了，它們都是碳的同素異形體。石墨很又黑又軟，徒手就能掰開，具有良好的導電性；而鑽石几乎是世界上最硬的單質，它晶瑩剔透，卻幾乎不導電。總之這一對同胞兄弟反差極大。雖然都是碳，但碳原子間的結合方式決定了石墨與鑽石的巨大差異，這與鈉及其同素異形體的差異是類似的。
鑽石與石墨晶體結構不同造成了相同元素迥異的形態
對於有些元素，它們的同素異形體儘管相位相同，卻有著不同的分子式。比如氧的同素異形體氧氣（O₂）與臭氧（O₃），它們都可以以固態、液態和氣態存在。而其它一些元素在不同階段不能保持明顯的同素異形體，例如磷（P）具有許多固體同素異形體，當熔化成液態時，它們都恢復到相同的P₄形式。
磷的四種同素異形體
一個耳熟能詳的故事，說在拿破崙軍隊在1812年入侵的俄羅斯戰役中，由於氣溫變得異常寒冷，以至於士兵制服上的錫制的紐扣都變成了粉末，許多軍人因衣服扣不上而凍死，導致了大軍隊的失敗。儘管故事的真實性不可考，但它反映了一個實際問題，那就是錫會因溫度變化而發生物理性質的改變。
在常溫下錫是金屬態的，它被稱為白錫或β-錫。但在溫度低至13.2℃時，錫的原子間結構會發生改變，由β-錫轉變為α-錫。α-錫是一種錫的同素異形體，它呈灰色，極脆，是一種具有金剛石立方晶體結構的非金屬，一碰就碎成粉末，所以再拿來做扣子是不可能的。
在寒冷的條件下，β-錫傾向於自發地轉變為α-錫，這種現象被稱為「 錫疫 」或「錫病」。但錫合金中的錫由β-轉變為α-的溫度則要低得多，比如含有如鋁、鋅等雜質的錫合金的轉變溫度遠低於0°C；如果在錫中添加銻或鉍，可能根本不會發生轉變。
錫病
除了α-錫和β-錫外，錫在高於161°C的溫度和高於幾GPa的壓力下還會形成γ-錫和σ-錫等同素異形體。
同樣的，我們非常熟悉的鐵元素在不同的溫度與壓力下也會形成不同的同素異形體，如：鐵素體（α-鐵）、β-鐵、奧氏體（γ-鐵）、δ-鐵和ε-鐵。
在自然界的金屬元素中，幾乎有一半（27種）在環境壓力下是同素異形的：Li，Be，Na，K，Ca，Ti，Mn，Fe，Co， Sr，Y，Zr，Sn，La，Ce，Pr，Nd，Sm，Gd，Tb，Dy，Yb，Hf，Tl，Th，Pa和U.
而在非金屬元素中的同素異形現象就更多了。除了前文提到的鑽石與石墨，碳還有石墨烯等7種以上同素異形體，磷已知的同素異形體超過6種，硼有7種，氧也有4種同素異形體。
在距離地面25千米的高空，有一層約20千米厚的臭氧層，在強烈紫外線的激發下，氧氣與臭氧會發生相互轉化，O₂O₃，臭氧對太陽紫外線的吸收保護了地球上眾多的生命不被輻射傷害。
有些朋友會將同素異形體、同位素、相、同分異構體等等混淆起來，造成概念上的混亂。在這裡我們需要簡單進行釐清。
前邊我們已經詳細介紹了同素異形體，它是同一種元素在特定條件下的單質，只是由於原子間的結合方式不同，造成了這種元素不同物理、化學特性的表現。
同位素指的是同一種元素，由於其原子核內部中子數量的不同造成了元素的核子數不同，從而形成元素不同的變體。比如碳-12、碳-13和碳-14是元素碳的三種同位素，質量數分別為12、13和14。碳的原子序數為6，這意味著每個碳原子具有6個質子，因此這些同位素的中子數分別為6、7和8。
氫的三種同位素
相是指元素、分子或分子團在不同溫度與壓力下的不同形態，比如氫有固體、液體、氣體和等離子體相，水也有固相、液相和氣相。
同分異構體指的不是元素，而是離子或分子。一些分子儘管分子式或配方完全相同，但由於分子內部各鍵的位置或空間結構不同，導致其理化性質發生差異。一個典型的例子是丙醇和甲氧基乙烷，分子式都是C₃H₈O（或C₃H₇OH），但正丙醇（圖I）和異丙醇（圖II）彼此是位置異構體，因為羥基的位置在兩者之間不同：它與第一異構體中的末端碳連接，在第二異構體中與中心碳連接；而甲氧基乙烷（圖III）與丙醇的異構體不同，它具有與兩個碳連接的氧，而不是與一個碳和一個氫連接的氧。甲氧基乙烷是醚，而不是醇，它缺少羥基，並且其化學性質與其他醚類似。
C₃H₇OH同分異構體，它們是三種不同的東西
鈉在常溫常壓下是金屬，它不可能透明，而當在極高的壓力之下時，鈉會變成一種同素異構體，它有可能是透明的非金屬。
鈉的同素異構體與金屬鈉的不同主要在於原子排列的方式，這使得鈉的物理化學性質均發生了改變。
許多金屬與非金屬元素都有自己的同素異構體，只要條件合適，不同的同素異構體之間會發生轉化。
同素異構體與同位素、同分異構體有本質的區別，我們需要加以釐清，不應混為一談。