kristályrácsok

A kristályrácsok a anyagok belső szerkezetének alapvető fogalma, amely a térbeli, periodikus elrendezését írja le. A rácspontok olyan pontok, amelyek translációs szimmetriát képviselnek; minden rácspont helyén lehet motívum, például atomok vagy atomcsoportok. A rács és a kristály fogalma különbözik: a rács a pontok térbeli hálózata, a kristály pedig ezt a hálózatot kitöltő anyagot jelenti.

Háromdimenziós térben 14 Bravais-rács van, amelyek meghatározzák a translációs szimmetriát. Minden Bravais-rácshoz egységcellát rendelünk, amely lehet primitív vagy középpontos, és különböző típusú cellák léteznek. A fő kristályrendszerek közé tartoznak a kubikus, tetragonális, orthorombikus, hexagonális, trigonal (rhombohedrális), monoclinikus és triclinikus.

Az egységcellát jellemzik az oldalhosszak (a, b, c) és a köztük lévő szögek (α, β, γ). A rácspontok elrendezése alapján kijelölhetők a síkok Miller-indexekkel és az irányok. A rácsszerkezet tanulmányozása meghatározza a kristály felületeit és a síkok irányait.

A kristályrács vizsgálatára a röntgen-difraktio a legfontosabb módszer, mert a diffrakciós minták a rács távolságait és szimmetriáját adják meg. A rácsszerkezet befolyásolja a tulajdonságokat: a sűrűség, a kötési karakter és a tömörség, valamint a mechanikai és vezetési tulajdonságokat. Emellett hibák, például pont- vagy diszlokációk módosítják a viselkedést. A kristályrács alapvető szerepet játszik a fémek, félvezetők, ásványok és katalizátorok szerkezetének és funkciójának megértésében.