Kristallstruktuuriga

Kristallstruktuuriga aine on tahke, mille aatomite, ioonide või molekulide ruumiline paigutus on korrapärane ja ulatub üle suuremahulise piirkonna. Kristallil on pikk korduv muster, mida korratakse ruumis igas suunas; seda mustrit nimetatakse kristallvõreks. Väikeima korduva ühiku defineerib ühikukristall (unit cell), mille kuju ja mõõtmed määravad kogu struktuuri geomeetria ja koordineerimise. Ühikukristallide kogum moodustab kogu kristalli.

Sümmeetria on kristallstruktuuri põhielement. Strukture kirjeldatakse Bravais võrkkude ja kristallsüsteemide abil; 14 Bravais võrku kirjeldavad kõiki võimalikeks registreeritavaid korraldusi. Üldiselt eristatakse erinevaid struktuuri tüüpe vastavalt aatomite koordineerimisele ja sidemetele: ioonilised, kovalentsed võrgstruktuurid, metallilised kristallid ja molekulaarsed kristallid. Ioonilise näitena on NaCl rock-salt struktuur, kovalentse võrgstruktuuri näitena teemant, metalliliste kristallide klassifikatsioon hõlmab FCC, BCC ja HCP vorme, ning molekulaarsed kristallid näitavad aatomite või molekulide korraldust madalamal lagupunktidel.

Uurimine ja rakendused: kristallistruktuuri määramiseks kasutatakse peamiselt röntgenkristallograafiat, kus röntgenkiirgus hajub aatomite kohasel ning sellest saab järeldada struktuuri. Lisaks kasutatakse elektron- ja neutronkristallograafiat. Kristallstruktuur mõjutab paljusid omadusi, sealhulgas tihedust, kõvadust, magnetismi ja elektrilist ning termilist juhtivust, ning see selgitab materjalide käitumist erinevates keskkondades.

Kokkuvõttes iseloomustab kristallstruktuur aatomite pikaajaline kord ning see määrab materjalide omadused ja rakendused erinevates valdkondades.