Hvad er et krystallinsk fast stof?
Et krystallinsk fast stof er en type stof, der har dets atomer, ioner eller molekyler arrangeret i et regelmæssigt, tredimensionelt gentagende mønster kaldet et gitter. Når dens komponentenheder er arrangeret på en sådan måde, giver et krystallinsk fast stof visse fysiske egenskaber, der kan variere i henhold til mønsteret. Alle krystaller falder i en af syv mulige grundlæggende former. Nogle af disse former har mere end et muligt gittermønster, hvoraf der er 14 i alt.
Enhederne af et krystallinsk fast gitter, hvad enten det drejer sig om atomer, ioner eller molekyler, er bundet til hinanden, hvilket giver det faste stof en stærk struktur. Denne regelmæssige ramme gør krystaller særlig modstandsdygtige over for kompression. De kan naturligvis være brudt eller knust med kraft nok, men det er meget vanskeligt at komprimere dem. Nogle typer bindinger er stærkere end andre, men alle krystaller udviser denne egenskab i nogen grad. Gitteret i en krystal består af enheder kaldet celler, de mindste gentagne enheder på gitteret.
Den regelmæssige gitterramme giver nogle typer krystaller enorm styrke. Diamond, der er kendt som det hårdeste naturligt forekommende stof, skylder sin hårdhed til den måde kulstofatomer, der danner dens struktur, passer sammen i krystalgitteret. Andre almindelige krystallinske faste stoffer er sukker, klippesalt og nogle sandkorn som kvarts. Krystallinske faste stoffer forekommer i naturen i form af mange typer ædle ædelstene og mineraler og endda nogle organiske materialer.
Krystaller falder i syv grundlæggende former. Disse former findes sjældent i naturen i perfekt geometrisk form, men krystaller af et bestemt stof vil altid dannes til dets karakteristiske form eller sammensætninger af mere end én. Tre af de grundlæggende krystalformer er regelmæssige, kubiske eller retvinklede rektangulære faste stoffer. En fjerde form er et hexagonalt fast stof, og de tre andre er alle rektangulære faste stoffer med nogle kanter, der møder andre vinkler end 90 grader. Nogle stoffer kan danne sammensatte krystalformer, men alle er kombinationer af de syv grundlæggende krystalformer.
Inden for de grundlæggende krystalformer er 14 forskellige gitter mulige. Gitterene henviser til den særlige måde, atomer, ioner eller molekyler er arrangeret i krystallen, gittertypen påvirker formen af krystallen. Disse gitter hjælper også med at bestemme krystalens fysiske egenskaber, såsom hvordan krystallen går i stykker, hvis den rammer, den måde, den bryder eller bøjes, lys, der passerer gennem det, og dets smeltepunkt.