Mi az a kristályszerkezet?

Sok szilárd anyag és néhány kristályos folyadék rendszeres, ismétlődő, háromdimenziós atomok elrendezése kristályszerkezetként vagy kristályrácsként ismert.Ezzel szemben az amorf szilárd anyag olyan szilárd anyag, például üveg, amelynek nincs ilyen hosszú távú ismétlődő szerkezete.A kristályos szilárd anyagok vagy folyadékok fizikai, optikai és elektromos tulajdonságai szorosan kapcsolódnak a kristályszerkezethez.A kristályos szerkezetű ismétlődő egységeket, amelyek kis dobozokból vagy más háromdimenziós formákból állnak, sejteknek nevezzük.Ezeknek a sejteknek a nagy részét ismétlődő, rendezett szerkezetbe csoportosítják, hogy kialakítsák a teljes szerkezetet.Ez az egyik legfontosabb meghatározó tényező, amely például az anyag optikai tulajdonságait befolyásolja.A kristályszerkezet szintén szignifikánsan befolyásolja a kristályos anyag reakcióképességét, mivel meghatározza a reaktív atomok elrendezését a kristályos szilárd vagy folyadék külső szélein és felületein.Más fontos anyagjellemzőket, ideértve az egyes anyagok elektromos és mágneses tulajdonságait is, szintén nagyrészt a kristályszerkezet határozza meg.

Mineralogisták, kristálylográfusok, vegyészek és fizikusok gyakran a kristályos anyagokat laboratóriumi körülmények között vizsgálják.A kristályszerkezetek néhány egyszerű aspektusát egyszerű geometriai mérésekkel lehet meghatározni, de a röntgen, neutronok, elektronok vagy más részecskék diffrakcióján alapuló különféle módszerek sokkal könnyebben és pontosabban meghatározzák a szerkezetet.Egyes kutatók csak egy adott kristályos anyag szerkezetének meghatározásával foglalkoznak, míg mások jobban érdekli annak meghatározása, hogy ez a szerkezet hogyan kapcsolódik az anyagokhoz.Még más kutatók érdeklődnek abban, hogy a szerkezetük alapján hasznos alkalmazásokat találjanak a különféle anyagokhoz, és néhányuk még új kristályos szilárd anyagokat és folyadékokat is megkísérel szintetizálni a kívánt szerkezetük várható tulajdonságai alapján.Az ismételt egységek tökéletes és következetes sorozatából állnak, a valódi kristályok általában hibákkal rendelkeznek.Ezek a hibák a legtöbb esetben egyszerűen szabálytalanságok az egyébként rendszeres kristályszerkezetben.Bizonyos esetekben ez akkor fordul elő, amikor egy atom eltérő helyet foglal el egy adott kristályszerkezetben, mint általában.Ennek az atomnak a különböző tulajdonságai jelentős hatással lehetnek arra, hogy a kristályok szerkezeti egységek hogyan állnak körülötte.Hasonlóképpen, a valós kristályok hibái vagy szabálytalanságai jelentős hatással lehetnek a kristályos anyag általános tulajdonságaira.