kiderakenteista

Kiderakenteista viittaa kiinteiden aineiden atomien tai molekyylien säännölliseen, kolmiulotteiseen järjestykseen. Tämä järjestys määrittää materiaalin ominaisuuksia kuten tiheyden, kovuuden ja kestävyyden sekä sen, miten aine reagoi ulkoisiin vaikutuksiin. Kiderakenteet voivat esiintyä puhtaina tai epäpuhtauksien kanssa, ja ne muodostuvat lämpötilan, paineen sekä kemiallisen koostumuksen vaikutuksesta.

Rakenteellisesti kiderakeenteet koostuvat toistuvasta yksikkökoolista (unit cell) ja siitä muodostuvasta Bravais-lattiasta. Yksikkökooli määrittää atomien sijoittumisen ja etäisyydet, ja toistojen avulla syntyy koko kiteen kolmiulotteinen verkko.

Symmetria on keskeinen käsite kiderakenteissa. On olemassa 14 Bravais-lattiaa, ja tilasymmetrian ryhmiä on 230, joita kutsutaan space groupiksi. Näiden avulla kiteet luokitellaan ja rakenteet voidaan mallintaa diffraktiokäytännöissä.

Erilaisia kiderakenteita ovat ioniset rakenteet (esimerkiksi NaCl), metalliset kristallirakenteet (FCC, BCC ja HCP) sekä kovalenttiset verkko-rakenteet (esim. diamond). Myös molekyylikiteet muodostuvat, joissa pienemmät molekyylit asettuvat säännöllisesti. Useimmat kiteet ovat polykrisiä, eli koostuvat useista kidealueista.

Rakenteen määrittämiseksi käytetään keinoja kuten röntgendiffraktio (XRD), elektronidiffraktio sekä elektronimikroskopia. Näillä menetelmillä voidaan selvittää yksikkökoolin koko, tilasymmetria sekä puutteita ja epäjärjestyksiä.

Kiderakenteissa esiintyy virheitä ja epäjärjestyksiä, kuten dislokaatioita sekä pitoisuuseroja; ne vaikuttavat ominaisuuksiin. Kiderakenteiden tutkimus on keskeistä materiaalitutkimuksessa, mineralogiassa sekä farmaseuttisessa suunnittelussa ja teknologian kehittämisessä.