晶体

由原子、分子、离子等结构微粒在空间作有规则、周期性重复排列而成的具有一定几何多面体外形的固体，叫做晶体。晶体所以有一定的外形，因为晶体内的结构粒子（原子、分子、离子）之间靠一定的作用力紧密联系，并以确定的位置在空间作有规则的排列。按照结构粒子种类不同，它们作用力的性质也不同，于是晶体分成四个大类。第一类是离子晶体（如NaCl、CsCl），晶体的结构粒子是金属正离子和卤素负离子，粒子间靠静电引力结合。第二类是原子晶体（如金刚石、SiO₂），晶体的结构粒子是原子，依靠共价键结合在一起。第三类是金属晶体（如钨、铜等），金属原子靠金属键结合。第四类是分子晶体（如干冰、苯晶体），结构粒子是分子，靠分子间力结合。晶体具有和无定形固体不同的特性。第一是晶体有均匀性和各向异性。各向异性是指在不同方向上有不同的光、电、热、力学等性质，而晶体内各个部分的各向异性程度是完全均匀的。第二是晶体有对称性和对X-射线的衍射性。X射线的波长和晶体中原子间距属于同数量级。当用X-射线照射晶体时，会发生衍射现象。第三是晶体有自范性，即会自发地生长出由晶面、晶棱和顶点构成的完整几何多面体外形。第四是晶体有固定的熔点。晶体加热到一定温度便开始熔化。这时外界提供的能量全部用来熔化晶体，温度不再上升。直到晶体全部熔化后，温度才继续上升。晶体的天然平面叫晶面，两个晶面的交线叫晶棱。晶体在形成时可能产生缺陷或畸变，但晶面间夹角总是不变的。研究晶体结构所用的点阵理论可以近似地适用。晶体结构的周期性包含两方面内容：一是重复周期的大小及变化规律；二是周期性变化的具体内容（即原子、离子或分子的种类、数目和连接方式等）。前者可用点阵表示，后者用结构基元表示。故晶体结构可概括为晶体结构=点阵 结构基元。一个结构基元可以抽象为几何学上一个点，即为一个阵点。这些阵点在空间按一定方式周期性排列形成空间点阵。