โครงสร้างผลึกคืออะไร?

ของแข็งจำนวนมากและของเหลวผลึกบางชนิดมีการจัดเรียงสามมิติซ้ำสามมิติของอะตอมที่เรียกว่าโครงสร้างผลึกหรือขัดแตะคริสตัลในทางตรงกันข้ามของแข็งอสัณฐานเป็นวัสดุที่เป็นของแข็งเช่นแก้วที่ขาดโครงสร้างการทำซ้ำระยะยาวคุณสมบัติทางกายภาพออปติคัลและไฟฟ้าจำนวนมากของของแข็งผลึกหรือของเหลวมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับโครงสร้างผลึกหน่วยที่ทำซ้ำของโครงสร้างผลึกซึ่งประกอบด้วยกล่องขนาดเล็กหรือรูปร่างสามมิติอื่น ๆ เรียกว่าเซลล์เซลล์เหล่านี้จำนวนมากถูกจัดกลุ่มเข้าด้วยกันในโครงสร้างที่ทำซ้ำและเป็นระเบียบเพื่อสร้างโครงสร้างโดยรวม

โครงสร้างผลึกของวัสดุผลึกให้ผลกระทบอาจส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติโดยรวมของวัสดุจำนวนมากมันเป็นหนึ่งในปัจจัยการกำหนดที่สำคัญที่มีผลต่อคุณสมบัติทางแสงของวัสดุเช่นโครงสร้างผลึกยังส่งผลกระทบต่อปฏิกิริยาของวัสดุผลึกอย่างมีนัยสำคัญเนื่องจากมันกำหนดการจัดเรียงของอะตอมปฏิกิริยาที่ขอบด้านนอกและใบหน้าของของแข็งหรือของเหลวลักษณะวัสดุที่สำคัญอื่น ๆ รวมถึงคุณสมบัติทางไฟฟ้าและแม่เหล็กของวัสดุบางชนิดยังถูกกำหนดโดยโครงสร้างผลึกส่วนใหญ่

นักแร่ธาตุนักคริสตัลนักเคมีและนักฟิสิกส์มักจะศึกษาวัสดุผลึกในห้องปฏิบัติการบางแง่มุมง่าย ๆ ของโครงสร้างผลึกสามารถกำหนดได้ผ่านการวัดทางเรขาคณิตอย่างง่าย แต่วิธีการต่าง ๆ ที่อยู่บนพื้นฐานของการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์นิวตรอนอิเล็กตรอนหรืออนุภาคอื่น ๆ ช่วยให้การกำหนดโครงสร้างที่ง่ายขึ้นและแม่นยำยิ่งขึ้นนักวิจัยบางคนเกี่ยวข้องกับการกำหนดโครงสร้างของวัสดุผลึกที่กำหนดในขณะที่คนอื่นสนใจในการพิจารณาว่าโครงสร้างนั้นเชื่อมต่อกับวัสดุอื่น ๆ อย่างไรนักวิจัยคนอื่น ๆ ยังมีความสนใจในการค้นหาแอพพลิเคชั่นที่มีประโยชน์สำหรับวัสดุต่าง ๆ ตามโครงสร้างของพวกเขาและบางคนก็พยายามสังเคราะห์ของแข็งผลึกและของเหลวใหม่ตามคุณสมบัติที่คาดหวังของโครงสร้างที่ต้องการ

ควรสังเกตว่าประกอบด้วยชุดซ้ำที่สมบูรณ์แบบและสอดคล้องกันผลึกจริงมักจะมีข้อบกพร่องในกรณีส่วนใหญ่ข้อบกพร่องเหล่านี้เป็นเพียงความผิดปกติในโครงสร้างผลึกปกติในบางกรณีสิ่งนี้จะเกิดขึ้นเมื่ออะตอมหนึ่งใช้สถานที่ที่แตกต่างกันในโครงสร้างผลึกที่กำหนดมากกว่าปกติคุณสมบัติที่แตกต่างกันของอะตอมนี้อาจมีผลกระทบอย่างมากต่อวิธีที่หน่วยโครงสร้างผลึกจัดเรียงตัวเองรอบ ๆในทำนองเดียวกันข้อบกพร่องหรือความผิดปกติของผลึกจริงอาจมีผลกระทบอย่างมากต่อคุณสมบัติโดยรวมของวัสดุผลึก