Hva er et krystallinsk fast stoff?

Et krystallinsk fast stoff er en type materie som har atomer, ioner eller molekyler anordnet i et vanlig, tredimensjonalt repetisjonsmønster kalt et gitter. Å ha sine komponentenheter anordnet på en slik måte gir et krystallinsk fast stoff visse fysiske egenskaper som kan variere i henhold til mønsteret. Alle krystaller faller i en av syv mulige grunnleggende former. Noen av disse formene har mer enn ett mulig gittermønster, hvorav det er totalt 14.

Enhetene til et krystallinsk fast gitter, enten det er atomer, ioner eller molekyler, er bundet til hverandre, noe som gir faststoffet en sterk struktur. Dette vanlige rammeverket gjør krystaller spesielt motstandsdyktige mot kompresjon. De kan være ødelagte eller knust med nok kraft, selvfølgelig, men det er veldig vanskelig å komprimere dem. Noen typer bindinger er sterkere enn andre, men alle krystaller viser denne egenskapen til en viss grad. Gitteret til en krystall består av enheter som kalles celler, de minste repeterende enhetene til gitteret.

Det vanlige gitterverket gir noen typer krystaller enorm styrke. Diamond, kjent som det hardeste naturlig forekommende stoffet, skylder hardheten til måten karbonatomene som danner strukturen passer sammen i krystallgitteret. Andre vanlige krystallinske faste stoffer er sukker, steinsalt og noen sandkorn som kvarts. Krystallinske faste stoffer forekommer i naturen i form av mange typer edle perler og mineraler og til og med noen organiske materialer.

Krystaller faller i syv grunnleggende former. Disse formene finnes sjelden i naturen i perfekt geometrisk form, men krystaller av et bestemt stoff vil alltid danne seg til sin karakteristiske form eller kompositter på mer enn en. Tre av de grunnleggende krystallformene er vanlige, kubiske eller rettvinklede rektangulære faste stoffer. En fjerde form er et sekskantet fast stoff, og de tre andre er alle rektangulære faste stoffer med noen kanter som møtes i andre vinkler enn nitti grader. Noen stoffer kan danne sammensatte krystallformer, men alle er kombinasjoner av de syv grunnleggende krystallformene.

Innenfor de grunnleggende krystallformene er 14 forskjellige gitter mulig. Gitterene viser til den spesielle måten atomer, ioner eller molekyler er anordnet i krystallen, gittertypen påvirker formen på krystallen. Disse gitterene hjelper også til med å bestemme de fysiske egenskapene til krystallen, for eksempel hvordan krystallen går i stykker hvis den blir truffet, måten den bryter eller bøyer, lys som passerer gjennom den, og dens smeltepunkt.