Kristallen

Kristallen zijn vaste stoffen waarin de bouwstenen—atomen, ionen of moleculen—in een regelmatig, herhaald patroon zijn gerangschikt, zodat een kristalrooster ontstaat. Deze regelmaat geeft kristallen vaak hun gepolijste, hoekige vorm met duidelijke vlakke vlakken, hoewel natuurlijke kristallen ook onregelmatig kunnen voorkomen.

De regelmatige orde kan zich op verschillende lengteschaals voordoen; de basis eenheid is de eenheidscel. Afhankelijk van de symmetrie zijn kristallen onderverdeeld in kristallsystemen zoals kubisch, tetragonal, orthorombisch, hexagonal, trigonaal, monoclinisch en triclinisch.

Kristallen groeien door nucleatie en aanwas uit een supersaturerende oplossing, uit smelt of uit gas. Geologische kristallen ontstaan bij de afkoeling van magma of uit hydrothermale vloeistoffen; synthetische kristallen ontstaan onder gecontroleerde laboratoriumomstandigheden.

Eigenschappen van kristallen zijn anisotroop: hun eigenschappen variëren afhankelijk van de richting. Belangrijke kenmerken zijn hardheid (Mohs), brekingsindex en splitsing. Veel kristallen vertonen extra eigenschappen zoals piezo-elektriciteit (bijvoorbeeld kwarts) of ferroelectriciteit.

Toepassingen zijn divers: kwarts-knristallen dienen als oscillatoren en tijdreferenties in klokken en elektronische apparaten, terwijl siliciumkristallen de basis vormen van halfgeleiders. Edelstenen en mineralen worden in sieraden gebruikt; kristallen vinden ook toepassing in optica, lasers en abrasieven.

Voorbeelden van natuurlijke kristallen zijn kwarts (SiO2), calciet (CaCO3), fluoriet (CaF2), haliet (NaCl) en diamant (C). Kristallografie bestudeert kristalstructuren en gebruikt röntgendiffractie en andere technieken om ordening te bepalen.

Zie ook: kristallisatie, mineralogie, kristallografie.