Vad är en kristallstruktur?

Många fasta ämnen och vissa kristallina vätskor har ett regelbundet, upprepande, tredimensionellt arrangemang av atomer som kallas en kristallstruktur eller kristallgitter.Däremot är ett amorft fast ämne en typ av fast material, såsom glas, som saknar en sådan långsiktig upprepande struktur.Många av de fysiska, optiska och elektriska egenskaperna hos kristallina fasta ämnen eller vätskor är nära besläktade med kristallstrukturen.De upprepande enheterna i en kristallin struktur, som består av små lådor eller andra tredimensionella former, kallas celler.Många av dessa celler är grupperade i en upprepande, ordnad struktur för att utgöra den övergripande strukturen.

Kristallstrukturen för ett ger kristallint material kan påverka många av de totala egenskaperna.Det är till exempel en av de viktigaste faktorerna som påverkar materialets optiska egenskaper.Kristallstruktur påverkar också signifikant reaktiviteten hos det kristallina materialet, eftersom det bestämmer arrangemanget av reaktiva atomer på utsidan och ansikten på det kristallina fasta eller vätskan.Andra viktiga materialegenskaper, inklusive elektriska och magnetiska egenskaper hos vissa material, bestäms också till stor del av kristallstruktur.

mineralogister, kristallografer, kemister och fysiker studerar ofta kristallina material i laboratorieinställningar.Vissa enkla aspekter av kristallstrukturer kan bestämmas genom enkla geometriska mätningar, men olika metoder baserade på diffraktionen av röntgenstrålar, neutroner, elektroner eller andra partiklar möjliggör mycket enklare och mer exakta bestämningar av strukturen.Vissa forskare handlar bara om att bestämma strukturen för ett givet kristallint material medan andra är mer intresserade av att bestämma hur den strukturen ansluter till materialen andra egenskaper.Ytterligare andra forskare är intresserade av att hitta användbara applikationer för olika material baserat på deras strukturer, och vissa försöker till och med syntetisera nya kristallina fasta ämnen och vätskor baserade på de förväntade egenskaperna hos deras önskade strukturer. Det bör noteras att även om teoretiska kristallina materialbestår av en perfekt och konsekvent serie upprepade enheter, verkliga kristaller tenderar att ha brister.Dessa brister är i de flesta fall helt enkelt oegentligheter i den annars regelbundna kristallstrukturen.I vissa fall inträffar detta när en atom tar en annan plats i en given kristallstruktur än den normalt skulle göra.De olika egenskaperna hos denna atom kan ha betydande effekter på hur kristallstrukturenheterna ordnar sig runt den.På samma sätt kan defekterna eller oegentligheterna hos verkliga kristaller ha betydande effekter på de kristallina materialens totala egenskaper.