Was ist ein kristalliner Feststoff?
Ein kristalliner Feststoff ist eine Art von Materie, deren Atome, Ionen oder Moleküle in einem regelmäßigen, sich dreidimensional wiederholenden Muster angeordnet sind, das als Gitter bezeichnet wird. Die Anordnung seiner Komponenteneinheiten verleiht einem kristallinen Feststoff bestimmte physikalische Eigenschaften, die je nach Muster variieren können. Alle Kristalle fallen in eine von sieben möglichen Grundformen. Einige dieser Formen haben mehr als ein mögliches Gittermuster, von denen es insgesamt 14 gibt.
Die Einheiten eines kristallinen festen Gitters, seien es Atome, Ionen oder Moleküle, sind aneinander gebunden, wodurch der Feststoff eine starke Struktur erhält. Dieses regelmäßige Gerüst macht Kristalle besonders druckfest. Natürlich können sie mit ausreichender Kraft zerbrochen oder zerdrückt werden, aber es ist sehr schwierig, sie zusammenzudrücken. Einige Bindungsarten sind stärker als andere, aber alle Kristalle weisen diese Eigenschaft in gewissem Maße auf. Das Gitter eines Kristalls besteht aus Einheiten, die als Zellen bezeichnet werden, den kleinsten sich wiederholenden Einheiten des Gitters.
Das regelmäßige Gittergerüst verleiht einigen Arten von Kristallen eine enorme Festigkeit. Diamant, der als die härteste natürlich vorkommende Substanz bekannt ist, verdankt seine Härte der Art und Weise, wie die Kohlenstoffatome, die seine Struktur bilden, in seinem Kristallgitter zusammenpassen. Andere übliche kristalline Feststoffe sind Zucker, Steinsalz und einige Sandkörner wie Quarz. Kristalline Feststoffe kommen in der Natur in Form vieler Arten von Edelsteinen und Mineralien und sogar einiger organischer Materialien vor.
Kristalle fallen in sieben Grundformen. Diese Formen kommen in der Natur selten in perfekter geometrischer Form vor, aber Kristalle einer bestimmten Substanz bilden immer ihre charakteristische Form oder setzen sich aus mehreren zusammen. Drei der grundlegenden Kristallformen sind regelmäßige, kubische oder rechtwinklige rechteckige Körper. Eine vierte Form ist ein hexagonaler Körper, und die anderen drei sind alle rechteckige Körper mit einigen Kanten, die sich in anderen Winkeln als neunzig Grad treffen. Einige Substanzen können zusammengesetzte Kristallformen bilden, aber alle sind Kombinationen der sieben grundlegenden Kristallformen.
Innerhalb der Kristallgrundformen sind 14 verschiedene Gitter möglich. Die Gitter beziehen sich auf die Art und Weise, wie die Atome, Ionen oder Moleküle im Kristall angeordnet sind. Der Gittertyp beeinflusst die Form des Kristalls. Diese Gitter helfen auch dabei, die physikalischen Eigenschaften des Kristalls zu bestimmen, wie z. B. wie der Kristall beim Auftreffen bricht, wie er Licht, das durch ihn hindurchgeht, bricht oder biegt, und seinen Schmelzpunkt.