Co to jest struktura krystaliczna?

Wiele ciał stałych i niektórych krystalicznych cieczy ma regularne, powtarzające się, trójwymiarowe rozmieszczenie atomów zwanych strukturą krystaliczną lub krystaliczną.W przeciwieństwie do tego, amorficzna substancja stała jest rodzajem stałego materiału, takiego jak szkło, w którym brakuje tak powtarzającej się struktury dalekiego zasięgu.Wiele właściwości fizycznych, optycznych i elektrycznych krystalicznych stałych lub cieczy jest ściśle związanych ze strukturą krystaliczną.Powtarzające się jednostki krystalicznej struktury, które składają się z małych pudełek lub innych trójwymiarowych kształtów, są określane jako komórki.Wiele z tych komórek jest zgrupowanych w powtarzającą się, uporządkowaną strukturę w celu tworzenia ogólnej struktury.

Struktura krystaliczna Materiał krystalicznych może wpływać na wiele z tych materiałów ogólnych.Jest to na przykład jeden z głównych czynników decydujących wpływających na właściwości optyczne materiału.Struktura krystaliczna znacząco wpływa również na reaktywność materiału krystalicznego, ponieważ określa rozmieszczenie atomów reaktywnych na zewnętrznych krawędziach i twarze krystalicznego ciała stałego lub cieczy.Inne ważne cechy materiałowe, w tym właściwości elektryczne i magnetyczne niektórych materiałów, są również określane w dużej mierze przez strukturę krystaliczną.

Mineralogists, krystalografowie, chemicy i fizycy często badają materiały krystaliczne w warunkach laboratoryjnych.Niektóre proste aspekty struktur krystalicznych można określić na podstawie prostych pomiarów geometrycznych, ale różne metody oparte na dyfrakcji promieni rentgenowskich, neutronów, elektronów lub innych cząstek pozwalają na znacznie łatwiejsze i dokładniejsze określenie struktury.Niektórzy badacze zajmują się określeniem struktury danego materiału krystalicznego, podczas gdy inni są bardziej zainteresowani ustaleniem, w jaki sposób ta struktura łączy się z materiałami innych właściwości.Jeszcze inni badacze są zainteresowani znalezieniem przydatnych zastosowań dla różnych materiałów w oparciu o ich struktury, a niektórzy nawet próbują syntetyzować nowe krystaliczne stałe i ciecze na podstawie oczekiwanych właściwości ich pożądanych struktur.

Należy zauważyć, że chociaż teoretyczne materiały krystaliczne materiały krystaliczneskładają się z idealnej i spójnej serii powtarzanych jednostek, prawdziwe kryształy mają tendencję do wad.Te wady są w większości przypadków po prostu nieprawidłowości w regularnej strukturze krystalicznej.W niektórych przypadkach dzieje się tak, gdy jeden atom zajmuje inne miejsce w danej strukturze krystalicznej niż normalnie.Różne właściwości tego atomu mogą mieć znaczący wpływ na sposób, w jaki jednostki strukturalne kryształów się wokół niego układają.Podobnie wady lub nieprawidłowości rzeczywistych kryształów mogą mieć znaczący wpływ na ogólne właściwości materiału krystalicznego.