Кристал се састоји од материја која је створена из уређеног распореда атома, молекула или јона. Решетка која се формира протеже се у три димензије.
Пошто постоје опетоване јединице, кристали имају препознатљиве структуре. Велики кристали приказују равне регије (лица) и добро дефинисане углове.
Кристали са очигледно равним лицима називају се еуедарски кристали, док она која немају дефинисана лица називају се кедристални кристали. Кристали који се састоје од пореданих низова атома који нису увек периодични називају се квазикристали.
Реч "кристал" потиче од старогрчке речи крусталлос, што значи и "камени кристал" и "лед". Научно проучавање кристала назива се кристалографија.
Примери
Примери свакодневних материјала на које наилазите као кристали су кухињска со (натријум хлорид или кристали халите), шећер (сахароза) и пахуљице. Многи камење су кристали, укључујући кварц и дијамант.
Такође, постоји много материјала који подсећају на кристале, али су заправо поликристални материјали. Поликристали се формирају када се микроскопски кристали спајају заједно да формирају чврсту супстанцу. Ови материјали се не састоје од наручених решетки.
Примјери поликристала укључују лед, многе узорке метала и керамику. Још мању структуру имају аморфне чврсте материје које имају неуредну унутрашњу структуру. Пример аморфне чврсте материје је стакло које може видети као кристал када је лице, али то није једно.
Хемијске везе
Врсте хемијских веза формираних између атома или група атома у кристалима зависе од њихове величине и електронегативности. Постоје четири категорије кристала груписаних њиховим везањем:
- Ковалентни кристали: Атоми у ковалентним кристалима повезани су ковалентним везама. Чисти неметали формирају ковалентне кристале (нпр. Дијамант) као и ковалентна једињења (нпр. Цинк сулфид).
- Молекуларни кристали: Читави молекули се међусобно организују на организован начин. Добар пример је кристал шећера, који садржи молекуле сахарозе.
- Метални кристали: Метали често формирају металне кристале, где се неки валентни електрони могу слободно кретати кроз решетку. Гвожђе, на пример, може да формира различите металне кристале.
- Јонски кристали: Електростатичке силе формирају јонске везе. Класичан пример је кристал халите или соли.
Кристалне решетке
Постоји седам система кристалних структура, које се такође називају решетке или свемирске решетке:
- Кубични или изометријски: Овај облик укључује октаедре и додекаедре као и коцке.
- Тетрагонал: Ови кристали формирају призме и двоструке пирамиде. Структура је попут кубног кристала, само што је једна осовина дужа од друге.
- Ортхорхомбиц: То су ромбичне призме и дипирамиде које подсећају на тетрагоне, али без квадратних пресека.
- Шестерокутни: Шестеростране призме са шестерокутним пресеком.
- Тригонал: Ови кристали имају троструку ос.
- Трицлиниц: Триклинички кристали обично нису симетрични.
- Моноклиника: Ови кристали подсећају на искривљене тетрагонске облике.
Решетке могу имати једну тачку решетке по ћелији или више од једне, дајући укупно 14 типова решетки Браваис-ове кристалне решетке. Браваис решетке, назване за физичара и кристалографа Аугуста Браваиса, описују тродимензионални низ направљен скупом дискретних тачака.
Супстанца може да формира више од једне кристалне решетке. На пример, вода може да формира шестерокутни лед (као што су снежинке), кубични лед и ромбоедарски лед. Такође може да формира аморфан лед.
Угљен може да формира дијаманте (кубичну решетку) и графит (шестерокутну решетку.)
Како се формирају кристали
Назива се процес формирања кристала кристализација. Кристализација се обично јавља када чврсти кристал расте из течности или раствора.
Како се врући раствор хлади или засићен раствор испарава, честице се довољно приближе да се формирају хемијске везе. Кристали се такође могу формирати од таложења директно из гасне фазе. Течни кристали поседују честице оријентисане на организован начин, попут чврстих кристала, али још увек могу да теку.