結晶構造は、高い空間的順序を有することを特徴とする原子、イオンまたは分子が天然に採用することができる固体状態の一つです。言い換えれば、これは、ガラス状で光沢のある外観を持つ多くの体を定義する「小体建築」の証拠です。
この対称性を促進するのは何ですか、またはどの力が原因ですか？粒子は単独ではなく、互いに相互作用します。これらの相互作用はエネルギーを消費し、固体の安定性に影響を与えるので、粒子はこのエネルギー損失を最小限に抑えるために自身を収容しようとします。
したがって、その固有の性質により、最も安定した空間配置に配置されます。たとえば、これは、同じ電荷を持つイオン間の反発力が最小である場合や、金属原子などの一部の原子もパッキング内で可能な最大の体積を占める場合があります。
「クリスタル」という言葉には、他の身体に対して誤って伝えられる化学的意味があります。化学的には、それは、例えば、DNA分子（DNA結晶）から成ることができる秩序だった構造を（顕微鏡的に）指します。
ただし、鏡や瓶などのガラス状の物体や表面を指すのによく誤用されています。真の結晶とは異なり、ガラスはケイ酸塩と他の多くの添加剤のアモルファス（無秩序）構造で構成されています。
構造
上の画像では、いくつかのエメラルドの宝石が示されています。これらと同様に、他の多くの鉱物、塩、金属、合金、ダイヤモンドは結晶構造を示します。しかし、その順序は対称性とどのような関係がありますか？
粒子を肉眼で観察できる結晶に対称操作（反転、さまざまな角度での回転、平面での反射など）を適用すると、空間のすべての次元で無傷のままであることがわかります。
反対のことがアモルファス固体で発生し、そこから対称操作を行うことで異なる次数が得られます。さらに、粒子の分布がランダムであることを示す構造的な繰り返しパターンがありません。
構造パターンを構成する最小単位は何ですか？上の画像では、結晶性固体は空間的に対称ですが、アモルファスは対称的ではありません。
オレンジ色の球を囲んだ正方形が描かれ、対称操作が適用された場合、それらは結晶の他の部分を生成することがわかります。
上記は、非対称の正方形が見つかるまで、より小さな正方形で繰り返されます。その前のサイズは、定義上、単位セルです。
単位格子
単位胞は、結晶性固体を完全に再現できる最小の構造式です。これにより、ガラスを組み立て、空間内のあらゆる方向に動かすことができます。
これは、球体で表される粒子が充填パターンに従って配置される小さな引き出し（トランク、バケット、コンテナなど）と見なすことができます。このボックスの寸法と形状は、その軸の長さ（a、b、c）と、それらの間の角度（α、β、γ）に依存します。
すべてのユニットセルの中で最も単純なものは、単純な立方体構造のものです（上の画像（1））。この例では、球の中心が立方体の角を占めており、4つはベースにあり、4つは天井にあります。
この配置では、球体は立方体の総体積の52％しか占めておらず、自然は真空を嫌うので、多くの化合物や要素がこの構造を採用することはありません。
ただし、球が同じ立方体に配置され、1つが中心を占めるように配置されている場合（ボディの中心に配置された立方体、bcc）、よりコンパクトで効率的なパッキングになります（2）。これで、球は全体積の68％を占めます。
一方、（3）では、球は立方体の中心を占めていませんが、その面の中心は占めており、それらはすべて総体積の最大74％を占めています（面心立方、cc）。
したがって、球を詰める方法（イオン、分子、原子など）を変えることにより、同じ立方体に対して他の配置を得ることができることが理解できる。
タイプ
結晶構造は、結晶系や粒子の化学的性質によって分類できます。
たとえば、立方晶系はすべての中で最も一般的であり、多くの結晶性固体がそれによって支配されています。ただし、この同じシステムは、イオン結晶と金属結晶の両方に適用されます。
その結晶系によると
前の画像では、7つの主要な結晶系が示されています。実際にはこれらが14あり、これらは同じシステム用の他の形式のパッケージングの製品であり、Bravaisネットワークを構成しています。
（1）から（3）までは、立方晶系の結晶です。（2）では、中央の球と角の球が8つの隣接球と相互作用するため（青い縞模様）、球の配位数は8です。（3）の配位数は12（それを表示するには、キューブを任意の方向に複製する必要があります）。
要素（4）および（5）は、単純な面心正方システムに対応します。立方体とは異なり、そのc軸はaおよびb軸よりも長くなっています。
（6）から（9）までは斜方晶系です：単純なベース（7）を中心としたものから、体や顔を中心としたものまで。これらのα、β、γは90ºですが、すべての辺の長さが異なります。
図（10）と（11）は単斜晶系結晶で、（12）は三斜晶系結晶で、最後の結晶はすべての角度と軸で不等式を示しています。
要素（13）は、立方体に似た菱面体晶系ですが、角度γが90度と異なります。最後に六角形の結晶があります
要素（14）の変位は、緑色の点線でトレースされた六角柱を発生させます。
その化学的性質によると
-結晶がイオンで構成されている場合、それらは塩（NaCl、CaSO 4、CuCl 2、KBrなど）に存在するイオン結晶です。
-グルコースのような分子は、分子結晶を（できる限り）形成します。この場合、有名な砂糖の結晶。
-結合が本質的に共有結合である原子は、共有結合結晶を形成します。これは、ダイヤモンドや炭化ケイ素の場合です。
-同様に、金などの金属は、金属結晶を構成するコンパクトな立方体構造を形成します。
例
K
NaCl（立方晶系）
ZnS（ウルツ鉱、六方晶系）
CuO（単斜系）
参考文献
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