什么是晶体结构(Crystal Structure)？

许多固体和一些晶体液体具有规则的、重复的、三维的原子排列，称为晶体结构或晶格。相比之下，非晶态固体是一种固体材料，如玻璃，缺乏这种长程重复结构。许多物理、光学，晶体固体或液体的电学性质与晶体结构密切相关。晶体结构的重复单元，由小盒子或其他三维形状组成，被称为"细胞"。这些细胞中的许多细胞在一个重复的，构成整体结构的有序结构。晶格决定了单个晶体的形状。给定晶体材料的晶体结构可以影响该材料的许多整体性能。它是影响材料光学性能的主要决定性因素之一，例如，晶体结构也会显著影响晶体材料的反应性，因为它决定了在晶体固体或液体的外边缘和表面上活性原子的排列，其他重要的材料特性，包括某些材料的电学和磁学性质，也在很大程度上被决定根据晶体结构。矿物学家、晶体学家、化学家和物理学家经常在实验室中研究晶体材料。晶体结构的一些简单方面可以通过简单的几何测量来确定，但基于x射线、中子、电子或其他粒子衍射的各种方法允许更容易和更精确的结构测定一些研究人员只关心确定一种特定晶体材料的结构，而另一些研究人员则更感兴趣于确定该结构如何与材料的其他性质相联系。还有一些研究人员对基于其结构的各种材料的有用应用感兴趣，甚至有人尝试过根据所需结构的预期性质合成新的晶体固体和液体。需要注意的是，虽然理论上的晶体材料是由一系列完美一致的重复单元组成的，但真正的晶体往往有缺陷。这些缺陷在大多数情况下是，简单地说，在其他规则晶体结构中的不规则性。在某些情况下，当一个原子在一个给定的晶体结构中所处的位置不同时，就会发生这种情况。这种原子的不同性质会对晶体的结构单元在其周围的排列方式产生重大影响。同样，缺陷或真实晶体的不规则性会对晶体材料的整体性能产生重大影响。