Hvad er en krystalstruktur?

Mange faste stoffer og nogle krystallinske væsker har en regelmæssig, gentagende, tredimensionel ordning af atomer kendt som en krystalstruktur eller krystalgitter.I modsætning hertil er et amorf fast stof en type fast materiale, såsom glas, der mangler en så langvarig gentagende struktur.Mange af de fysiske, optiske og elektriske egenskaber ved krystallinske faste stoffer eller væsker er tæt knyttet til krystalstruktur.De gentagne enheder i en krystallinsk struktur, der består af små kasser eller andre tredimensionelle former, kaldes celler.Mange af disse celler er grupperet sammen i en gentagende, ordnet struktur for at udgøre den samlede struktur.

Krystallstrukturen af et Giv -krystallinsk materiale kan påvirke mange af disse materialer samlede egenskaber.Det er en af de vigtigste definerende faktorer, der påvirker materialets optiske egenskaber, for eksempel.Krystallstruktur påvirker også markant det krystallinske materiale signifikant, da det bestemmer arrangementet af reaktive atomer på de udvendige kanter og ansigter på det krystallinske faste eller væske.Andre vigtige materialegenskaber, herunder elektriske og magnetiske egenskaber af nogle materialer, bestemmes også stort set af krystalstruktur.

Mineralogister, krystallografer, kemikere og fysikere studerer ofte krystallinske materialer i laboratorieindstillinger.Nogle enkle aspekter af krystalstrukturer kan bestemmes gennem enkle geometriske målinger, men forskellige metoder baseret på diffraktionen af røntgenstråler, neutroner, elektroner eller andre partikler giver mulighed for meget lettere og mere nøjagtige bestemmelser af strukturen.Nogle forskere er kun optaget af at bestemme strukturen af et givet krystallinsk materiale, mens andre er mere interesseret i at bestemme, hvordan denne struktur forbinder de materialer, andre egenskaber.Stadig andre forskere er interesseret i at finde nyttige applikationer til forskellige materialer baseret på deres strukturer, og nogle prøver endda at syntetisere nye krystallinske faste stoffer og væsker baseret på de forventede egenskaber i deres ønskede strukturer.

Det skal bemærkes, at selvom teoretiske krystallinske materialerEr sammensat af en perfekt og konsekvent række gentagne enheder, har reelle krystaller en tendens til at have mangler.Disse mangler er i de fleste tilfælde simpelthen uregelmæssigheder i den ellers almindelige krystalstruktur.I nogle tilfælde forekommer dette, når et atom indtager et andet sted i en given krystalstruktur, end det normalt ville.De forskellige egenskaber ved dette atom kan have betydelige påvirkninger på, hvordan krystallers strukturelle enheder arrangerer sig omkring det.Ligeledes kan defekterne eller uregelmæssighederne i reelle krystaller have betydelige påvirkninger på de samlede egenskaber ved det krystallinske materiale.