Kristallistruktuur

Kristallistruktuur on kristallilise tahke aine aatomite või molekulide korduv paigutus, mis ulatub kogu materjali ulatuses. Selline paigutus näitab translatsioonilist sümmeetriat: sama motiiv kordub regulaarselt kolmes dimensioonis ja loob pikaulatusliku korratavuse.

Struktuuri kirjeldamisel eristatakse kahte mõistete komplekti: latti (Bravais-latti) ja motiivi (basis). Bravais-lattice on lõpmatu järjend võrgu punktidest, mis suhtuvad translatsiooniliselt sarnaselt; maailmas on 14 erinevat Bravais-latti. Motiiv ehk basis on üks või mitu aatomit, mis paikneb iga võrgu punkti suhtes. Koos defineerivad need kogu kristallstruktuuri. Kristalliliste struktuuride korraldamises mängivad olulist rolli ka sümmeetriad, mida kirjeldatakse ruumi gruppide (space groups) kaudu; kokku on 230 erinevat ruumi gruppi, mis kirjeldavad süsteemide pöörlemis-, translatsioonielemente ja peegeldusi.

Ruumilisteks järjestusteks on 14 Bravais-latti ja tema motiivid; need annavad materjali ekkonstruktsiooni ja omaduste aluse. Teaduslikult on kriitiline, et kristallistikud võivad kuuluda erinevatesse crystal systemsides: kubiline, tetragonaalne, ortorombiline, trigonaalne, monokline, trikline ja hexagonaalne.

Uurimine ja omadused: Kristallistruktuuri määratakse peamiselt röntgendiffraktsiooni (XRD) abil; alternatiivina kasutatakse neutron- ja elektronidiffraktsiooni. Struktuur mõjutab tihedust, sidemete olemust ja materjali omadusi, sealhulgas mehaanilist vastupidavust, elektrijuhtivust ning optilisi karakteristik. Näidetena: NaCl (naatriumkloriidi soolalaui), diamant (võrdlemisi kõva süsiniku kolmemõõtmelise võrgustikuga) ning kvarts (SiO2) on näited erinevatest kristallstruktuuri tüüpidest.