Kristalle

Kristalle sind Festkörper, deren Bausteine aus Atomen, Ionen oder Molekülen in einer geordneten, sich wiederholenden Anordnung zu einem Kristallgitter verbunden sind. Diese langreichweit geordnete Struktur verleiht dem Kristall definierte Formen, Facetten und charakteristische Richtungsabhängigkeiten (Anisotropie). Im Gegensatz zu amorphen Festkörpern besitzt ein Kristall eine regelmäßige Anordnung über größere Distanzen.

Kristalle entstehen durch Kristallisation aus Schmelzen, Lösungen oder Gasen. Die resultierende Struktur hängt von chemischer Zusammensetzung, Temperatur und Druck ab. Kristallsysteme umfassen kubisch, tetragonal, orthorhombisch, trigonal (hexagonal), monoklin und triklin. Gebräuchliche Kristallformen werden als Habitus bezeichnet. Die innere Ordnung wird durch die Anordnung der Bausteine im Kristallgitter bestimmt, was sich in physikalischen Eigenschaften wie Härte, Brechung und Leitfähigkeit widerspiegelt.

Beispiele natürlicher Kristalle sind Quarz (SiO2), Halit (NaCl), Calcit (CaCO3) und Diamant (C). Viele Kristalle treten als Mineralien in Gesteinen auf; andere werden industriell hergestellt. Synthetische Kristalle kommen in Elektronik (Silizium-, Germaniumkristalle), Optik (Lithiumniobat, Galliumarsenide) und Laseranwendungen zum Einsatz.

Eigenschaften wie Härte, Spaltbarkeit und optische Wirkung hängen stark von der inneren Ordnung ab. Kristalle spielen eine zentrale Rolle in Wissenschaft und Technik, etwa in der Geologie, der Schmuckherstellung und der Halbleiterindustrie. Die Beugung von Röntgenstrahlen an Kristallen bildet die Grundlage der Kristallographie, einer Schlüsselmethode zur Bestimmung der Atomordnung in Materialien.