Что такое кристаллическое твердое вещество?

Кристаллическое твердое вещество - это тип вещества, в котором атомы, ионы или молекулы расположены в виде регулярного трехмерного повторяющегося узора, называемого решеткой. Расположение компонентов таким образом дает кристаллическому твердому веществу определенные физические характеристики, которые могут варьироваться в зависимости от структуры. Все кристаллы попадают в одну из семи возможных основных форм. Некоторые из этих форм имеют более одной возможной структуры решетки, из которых всего 14.

Единицы кристаллической твердой решетки, будь то атомы, ионы или молекулы, связаны друг с другом, что дает твердую структуру. Этот регулярный каркас делает кристаллы особенно устойчивыми к сжатию. Конечно, они могут быть сломаны или раздавлены с достаточной силой, но сжать их очень сложно. Некоторые типы связей являются более прочными, чем другие, но все кристаллы проявляют это свойство в некоторой степени. Решетка кристалла составлена ​​из единиц, названных ячейками, наименьшими повторяющимися единицами решетки.

Правильный каркас решетки дает некоторым типам кристаллов огромную прочность. Алмаз, хорошо известный как самое твердое в природе вещество, обязан своей твердостью тому, как атомы углерода, образующие его структуру, соединяются в своей кристаллической решетке. Другими распространенными кристаллическими твердыми веществами являются сахар, каменная соль и некоторые песчинки, такие как кварц. Кристаллические твердые вещества встречаются в природе в виде многих видов драгоценных камней и минералов и даже некоторых органических материалов.

Кристаллы делятся на семь основных форм. Эти формы редко встречаются в природе в совершенной геометрической форме, но кристаллы определенного вещества всегда будут образовывать характерную форму или составлять более одного. Три основных кристаллических формы представляют собой правильные, кубические или прямоугольные прямоугольные тела. Четвертая форма представляет собой гексагональное тело, а остальные три представляют собой прямоугольные тела с некоторыми ребрами, встречающимися под углами, отличными от девяноста градусов. Некоторые вещества могут образовывать сложные кристаллические формы, но все они представляют собой комбинации семи основных кристаллических форм.

В пределах основных форм кристаллов возможно 14 различных решеток. Решетки относятся к определенному способу расположения атомов, ионов или молекул в кристалле, тип решетки влияет на форму кристалла. Эти решетки также помогают определить физические свойства кристалла, например, как кристалл разбивается при ударе, как он преломляет или изгибает свет, который проходит через него, и его температуру плавления.