Was ist eine Kristallstruktur?

Viele Feststoffe und einige kristalline Flüssigkeiten haben eine regelmäßige, wiederholende dreidimensionale Anordnung von Atomen, die als Kristallstruktur oder Kristallgitter bekannt sind.Im Gegensatz dazu ist ein amorpher Feststoff eine Art fester Material wie Glas, der eine so langfristige Wiederholungsstruktur fehlt.Viele der physikalischen, optischen und elektrischen Eigenschaften von kristallinen Festkörpern oder Flüssigkeiten sind eng mit der Kristallstruktur verwandt.Die sich wiederholenden Einheiten einer kristallinen Struktur, die aus kleinen Kisten oder anderen dreidimensionalen Formen bestehen, werden als Zellen bezeichnet.Viele dieser Zellen werden in einer sich wiederholenden, ordnungsgemäßen Struktur zusammengefasst, um die Gesamtstruktur auszugleichen.

Die Kristallstruktur eines kristallinen Materials kann viele der Gesamteigenschaften dieser Materialien beeinflussen.Es ist einer der wichtigsten definierenden Faktoren, die die optischen Eigenschaften des Materials beeinflussen.Die Kristallstruktur beeinflusst auch die Reaktivität des kristallinen Materials signifikant, da sie die Anordnung von reaktiven Atomen an den Außenkanten und Gesichtern des kristallinen Feststoffs oder der Flüssigkeit bestimmt.Andere wichtige Materialmerkmale, einschließlich der elektrischen und magnetischen Eigenschaften einiger Materialien, werden ebenfalls hauptsächlich durch Kristallstruktur bestimmt.Einige einfache Aspekte von Kristallstrukturen können durch einfache geometrische Messungen bestimmt werden, aber verschiedene Methoden basierend auf der Beugung von Röntgenstrahlen, Neutronen, Elektronen oder anderen Partikeln ermöglichen viel einfachere und genauere Strukturbestimmungen.Einige Forscher befassen sich nur mit der Bestimmung der Struktur eines bestimmten kristallinen Materials, während andere mehr daran interessiert sind, zu bestimmen, wie diese Struktur mit den anderen Eigenschaften verbunden ist.Noch andere Forscher sind daran interessiert, nützliche Anwendungen für verschiedene Materialien zu finden, die auf ihren Strukturen basieren, und einige versuchen sogar, neue kristalline Feststoffe und Flüssigkeiten auf der Grundlage der erwarteten Eigenschaften ihrer gewünschten Strukturen zu synthetisieren.bestehen aus einer perfekten und konsistenten Reihe von wiederholten Einheiten, echte Kristalle haben tendenziell Mängel.Diese Fehler sind in den meisten Fällen einfach Unregelmäßigkeiten in der ansonsten regulären Kristallstruktur.In einigen Fällen tritt dies auf, wenn ein Atom in einer bestimmten Kristallstruktur einen anderen Ort einnimmt als normalerweise.Die unterschiedlichen Eigenschaften dieses Atoms können erhebliche Auswirkungen darauf haben, wie sich die strukturellen Einheiten der Kristalle um sich herum anordnen.Ebenso können die Defekte oder Unregelmäßigkeiten realer Kristalle erhebliche Auswirkungen auf die Gesamteigenschaften des kristallinen Materials haben.