Hva er en krystallstruktur?

Mange faste stoffer og noen krystallinske væsker har et vanlig, gjentatt, tredimensjonalt arrangement av atomer kjent som en krystallstruktur eller krystallgitter.Derimot er et amorf fast stoff en type solid materiale, for eksempel glass, som mangler en så langvarig gjentatt struktur.Mange av de fysiske, optiske og elektriske egenskapene til krystallinske faste stoffer eller væsker er nært beslektet med krystallstruktur.De repeterende enhetene i en krystallinsk struktur, som består av små bokser eller andre tredimensjonale former, blir referert til som celler.Mange av disse cellene er gruppert sammen i en gjentatt, ordnet struktur for å utgjøre den generelle strukturen.

Krystallstrukturen til et gi krystallinsk materiale kan påvirke mange av de materialene generelle egenskapene.Det er en av de viktigste definerende faktorene som påvirker materialets optiske egenskaper.Krystallstruktur påvirker også reaktiviteten til det krystallinske materialet betydelig, da det bestemmer arrangementet av reaktive atomer på ytterkantene og ansiktene til det krystallinske faste eller væsken.Andre viktige materialegenskaper, inkludert elektriske og magnetiske egenskaper til noen materialer, bestemmes også i stor grad av krystallstruktur.

Mineralogister, krystallografer, kjemikere og fysikere studerer ofte krystallinske materialer i laboratorieinnstillinger.Noen enkle aspekter ved krystallstrukturer kan bestemmes gjennom enkle geometriske målinger, men forskjellige metoder basert på diffraksjon av røntgenstråler, nøytroner, elektroner eller andre partikler gir mye enklere og mer nøyaktige bestemmelser av strukturen.Noen forskere er bare opptatt av å bestemme strukturen til et gitt krystallinsk materiale, mens andre er mer interessert i å bestemme hvordan den strukturen kobles til materialene andre egenskaper.Atter andre forskere er interessert i å finne nyttige anvendelser for forskjellige materialer basert på strukturer, og noen prøver til og med å syntetisere nye krystallinske faste stoffer og væsker basert på de forventede egenskapene til deres ønskede strukturer.

Det skal bemerkes at selv om teoretiske krystallinske materialerer sammensatt av en perfekt og konsistent serie med gjentatte enheter, virkelige krystaller har en tendens til å ha feil.Disse feilene er i de fleste tilfeller ganske enkelt uregelmessigheter i den ellers vanlige krystallstrukturen.I noen tilfeller oppstår dette når ett atom tar et annet sted i en gitt krystallstruktur enn det normalt ville gjort.De forskjellige egenskapene til dette atomet kan ha betydelige innvirkninger på hvordan krystallene strukturelle enheter ordner seg rundt det.På samme måte kan manglene eller uregelmessighetene til reelle krystaller ha betydelige innvirkninger på de samlede egenskapene til det krystallinske materialet.