Hvad er en krystalstruktur?
Mange faste stoffer og nogle krystallinske væsker har en regelmæssig, gentagende, tredimensionel ordning af atomer kendt som en krystalstruktur eller krystalgitter. I modsætning hertil er et amorf fast stof en type fast materiale, såsom glas, der mangler en så langvarig gentagende struktur. Mange af de fysiske, optiske og elektriske egenskaber ved krystallinske faste stoffer eller væsker er tæt knyttet til krystalstruktur. De gentagne enheder i en krystallinsk struktur, der består af små kasser eller andre tredimensionelle former, kaldes "celler". Mange af disse celler er grupperet sammen i en gentagende, ordnet struktur for at udgøre den samlede struktur.
Krystallstrukturen af et give krystallinsk materiale kan påvirke mange af dette materiales samlede egenskaber. Det er en af de vigtigste definerende faktorer, der påvirker materialets optiske egenskaber, for eksempel. Krystallstruktur påvirker også det krystallinske materiale reaktivitet, da det bestemmer aRrangement af reaktive atomer på de udvendige kanter og ansigter på det krystallinske faste eller væske. Andre vigtige materielle træk, herunder elektriske og magnetiske egenskaber af nogle materialer, bestemmes også stort set af krystalstruktur.
Mineralogister, krystallografer, kemikere og fysikere studerer ofte krystallinske materialer i laboratorieindstillinger. Nogle enkle aspekter af krystalstrukturer kan bestemmes gennem enkle geometriske målinger, men forskellige metoder baseret på diffraktionen af røntgenstråler, neutroner, elektroner eller andre partikler giver mulighed for meget lettere og mere nøjagtige bestemmelser af strukturen. Nogle forskere er kun optaget af at bestemme strukturen af et givet krystallinsk materiale, mens andre er mere interesseret i at bestemme, hvordan denne struktur forbinder til materialets andre egenskaber. Stadig andre forskere er interesseret i at finde nyttige applikationerFor forskellige materialer baseret på deres strukturer, og nogle prøver endda at syntetisere nye krystallinske faste stoffer og væsker baseret på de forventede egenskaber for deres ønskede strukturer.
Det skal bemærkes, at selvom teoretiske krystallinske materialer er sammensat af en perfekt og konsekvent række gentagne enheder, har reelle krystaller en tendens til at have mangler. Disse mangler er i de fleste tilfælde simpelthen uregelmæssigheder i den ellers almindelige krystalstruktur. I nogle tilfælde forekommer dette, når et atom indtager et andet sted i en given krystalstruktur, end det normalt ville. De forskellige egenskaber ved dette atom kan have betydelige virkninger på, hvordan krystalens strukturelle enheder arrangerer sig omkring det. Ligeledes kan defekterne eller uregelmæssighederne af reelle krystaller have betydelige påvirkninger på de samlede egenskaber ved det krystallinske materiale.