Vad är ett kristallint fast ämne?
Ett kristallint fast ämne är en typ av materia som har sina atomer, joner eller molekyler arrangerade i ett regelbundet tredimensionellt upprepande mönster som kallas ett gitter. Att ha sina komponentenheter arrangerade på ett sådant sätt ger ett kristallint fast material vissa fysiska egenskaper som kan variera beroende på mönstret. Alla kristaller faller i en av sju möjliga grundformer. Vissa av dessa former har mer än ett möjligt gittermönster, varav totalt 14.
Enheterna i ett kristallint fast galler, oavsett om det är atomer, joner eller molekyler, är bundna till varandra, vilket ger fastämnet en stark struktur. Detta regelbundna ramverk gör kristaller särskilt motståndskraftiga mot kompression. De kan naturligtvis brytas eller krossas med tillräckligt med kraft, men det är mycket svårt att komprimera dem. Vissa typer av bindningar är starkare än andra, men alla kristaller uppvisar den egenskapen i viss utsträckning. Gitteret i en kristall består av enheter som kallas celler, de minsta repeterande enheterna på gitteret.
Den regelbundna gitterramen ger vissa typer av kristaller en enorm styrka. Diamond, känd som den hårdaste naturligt förekommande substansen, är skyldig sin hårdhet till hur kolatomerna som bildar sin struktur passar samman i dess kristallgitter. Andra vanliga kristallina fasta ämnen är socker, bergsalt och vissa sandkorn som kvarts. Kristallina fasta ämnen förekommer i naturen i form av många typer av ädelstenar och mineraler och till och med vissa organiska material.
Kristaller faller i sju grundformer. Dessa former finns sällan i naturen i perfekt geometrisk form, men kristaller av en viss substans kommer alltid att formas till dess karakteristiska form eller kompositer av mer än en. Tre av de grundläggande kristallformerna är vanliga, kubiska eller rätvinkliga fasta partiklar. En fjärde form är ett hexagonalt fast ämne, och de tre andra är alla rektangulära fasta ämnen med vissa kanter som möter andra vinklar än nittio grader. Vissa ämnen kan bilda sammansatta kristallformer, men alla är kombinationer av de sju grundläggande kristallformerna.
Inom de grundläggande kristallformerna är 14 olika gitter möjliga. Gitterna hänvisar till det speciella sättet som atomerna, jonerna eller molekylerna är arrangerade i kristallen, gittertypen påverkar kristallens form. Dessa gitter hjälper också till att bestämma de fysiska egenskaperna hos kristallen, till exempel hur kristallen bryts om den slås, hur den bryter eller böjer ljus som passerar genom det och dess smältpunkt.