(Fr.: allotropie; Du.: Allotropie; Eng.: allotropy), het verschijnsel, dat een en dezelfde stof in diverse vormen of modificaties kan voorkomen, die niet alleen uiterlijk vaak sterk van elkaar verschillen, maar ook verschillende fysische eigenschappen bezitten; chemisch is het echter dezelfde stof. Zo lijken diamant, grafiet en houtskool drie verschillende stoffen, maar bij verbranding leveren zij alle drie als enig produkt koolstofdioxide. Zij moeten dus alle drie uit het element koolstof bestaan.
Dit verschijnsel van veelvormigheid of polymorfie is zeer algemeen, in het bijzonder bij vaste stoffen; zo kent men rode en witte fosfor, rombische en monokliene zwavel, rood en geel kwikjodide. Het is gebleken dat vrijwel elke stof vele modificaties bezit.
Men spreekt niet van polymorfie, maar van allotropie, wanneer de stof waarbij dit verschijnsel zich voordoet, een chemisch element is. Sommigen echter beperken het verschijnsel allotropie niet tot elementen, maar spreken ook bij verbindingen van allotrope vormen. In dit geval is er dan in de omschrijving niet veel verschil met de betekenis van het woord isomerie. Ook zijn er auteurs, die allotropie alleen willen toepassen op vaste stoffen, om te voorkomen dat bijv. water en ijs allotrope vormen van de stof H2O genoemd worden, in plaats van ‘toestanden’ zoals gebruikelijk is. Om verwarring te voorkomen is het echter het beste traditioneel te spreken van allotrope vormen bij elementen, van isomeren bij verbindingen, en van toestanden bij fasen van een stof. In de mineralogie is het gebruikelijk te spreken van allotropie of polymorfie als een stof in verschillende kristalstructuren voorkomt, bijv. koolstof als grafiet of diamant.
Het schijnsel der allotropie is te verklaren, als men aanneemt dat in deze modificaties van het element koolstof de atomen anders zijn gerangschikt en dat deze modificaties een verschillende energie-inhoud hebben. Welke modificatie ontstaat, hangt af van de kristallisatiecondities, zoals temperatuur en druk.
Twee kristallijne vormen van een stof worden enantiotroop genoemd, wanneer de ene modificatie stabiel is beneden een bepaalde temperatuur, terwijl de andere modificatie stabiel is boven deze temperatuur. Bij deze bepaalde temperatuur, de overgangstemperatuur, zijn de beide modificaties in reversibel evenwicht met elkaar. Iedere afwijking van deze temperatuur zal een volledige omzetting van de ene vorm in de andere tot gevolg hebben. Zwavel vormt een voorbeeld van enantiotropie. Bij atmosferische druk is rombische zwavel stabiel beneden 95,5°C, monokliene zwavel is stabiel boven deze temperatuur.
Twee kristallijne vormen van een stof worden monotroop genoemd, indien onder alle omstandigheden slechts één van de modificaties stabiel is. Fosfor is een klassiek voorbeeld van monotropie. Steeds is de witte fosfor metastabiel en de rode fosfor stabiel. Er kan slechts omzetting in één richting plaatsvinden en wel van de metastabiele naar de stabiele vorm.