thumb|right|201px|Estructura d'un cristal de cloruru de sodiu, un típicu exemplu d'un compuestu iónicu. Les esferes púrpures son cationes de sodiu, y les esferes verdes son aniones de cloruru.La estructura cristalina ye la forma sólida de cómo s'ordenar y empaquetan los átomos, molécules, o iones. Estos son empaquetados de manera ordenada y con patrones de repetición que s'estienden nos trés dimensiones del espaciu. La cristalografía ye l'estudiu científicu de los cristales y la so formación. alt=|miniaturadeimagen|478x478px|La estructura cristalina (3D) del xelu (c) consiste en bases de molécules de xelu de H2O (b) asitiaes nos puntos d'una rede cristalina dientro del espaciu de la rede hexagonal (2D). Los valores pal ángulu H-O-H y la distancia O-H vinieron de Physics of Ice con un rangu de valores de ± 1,5 ° y ± 0,005 Å, respeutivamente. La caxa blanca en (c) ye la celda unitaria definida por Bernal y Fowler. L'estáu cristalín de la materia ye'l de mayor orde, esto ye, onde les correllaciones internes son mayores. Esto refléxase nes sos propiedaes anisótropas y discontinues. Suelen apaecer como entidaes pures, homoxénees y con formes xeométrequiers definíes (vezu) cuando tán bien formaos. Sicasí, la so morfoloxía esterna nun ye abonda pa evaluar la denomada cristalinidad d'un material.
El grupu más pequeñu de partícules nel material que constitúi'l patrón repetitivu ye la celda unitaria de la estructura. La celda unitaria define dafechu la simetría y la estructura de tola rede cristalina, que se constrúi por aciu la traducción repetitiva de la celda unitaria a lo llargo de les sos exes principales. Dizse que los patrones de repetición tán asitiaos nos puntos de la rede de Bravais. Los llargores de les exes principales o cantos de la celda unitaria y los ángulos ente ellos son les constantes de la rede, tamién llamaes parámetros de la rede.
Estructura
Los cristales, átomos, iones o molécules se empaquetan y dan llugar a motivos que se repiten del orde de 1 ångström = 10-10 cm; a esta repetitividad, en tres dimensiones, denominar rede cristalina.
El grupu más pequeñu de partícules nel material que constitúi'l patrón repetitivu ye la celda unitaria o unidá elemental la cual xenera tola rede (tol cristal). La celda unitaria define dafechu la simetría y la estructura de tola rede cristalina, que se constrúi por aciu la traducción repetitiva de la celda unitaria a lo llargo de les sos exes principales. Dizse que los patrones de repetición tán asitiaos nos puntos de la rede de Bravais.
La estructura cristalina y la simetría xueguen un papel na determinación de munches propiedaes físiques, tales como dixebra, estructura de banda electrónica y tresparencia óptica.
Na estructura cristalina (ordenada) de los compuestos inorgánicos, los elementos que se repiten son átomos o iones enllazaos ente sigo, de manera que xeneralmente nun s'estremen unidaes aisllaes; estos enllaces apurren la estabilidá y durez del material. Nos compuestos orgánicos estrémense claramente unidaes moleculares aisllaes, caracterizaes por uniones atómiques bien débiles, dientro del cristal. Son materiales más blandos ya inestables que los inorgánicos.
Celda unitaria miniaturadeimagen|144x144px|Cúbica simple (P) La estructura cristalina d'un material (la disposición de los átomos dientro d'un tipu dau de cristal) puede describise en términos del so celda unitaria. La celda unitaria ye una pequeña caxa que contién unu o más átomos dispuestos en 3 dimensiones. Les celdes unitaries apiladas nun espaciu tridimensional describen la disposición en masa de los átomos del cristal. La célula unitaria ta representada en términos de los sos parámetros de rede, que son los llargores de los cantos celulares (a, b y c) y los ángulos ente ellos (alfa, beta y gamma), ente que les posiciones de los átomos dientro de la celda unitaria describir pol conxuntu de posiciones atómiques (xi, yi, zi) midíes dende un puntu de rede. Comúnmente, les posiciones atómiques representar en términos de coordenaes fraccionales, en rellación colos llargores de la celda unitaria. miniaturadeimagen|144x144px|Cúbica centrada nos llaos (F) Les posiciones de los átomos dientro de la celda unitaria pueden calculase por aciu l'aplicación d'operaciones de simetría a la unidá asimétrica. La unidá asimétrica referir a la menor ocupación posible d'espaciu dientro de la celda unitaria. Sicasí, esto nun implica que la totalidá de la unidá asimétrica ten de tar dientro de les llendes de la celda unitaria. Los tresformamientos simétricos de les posiciones de los átomos calcular a partir del grupu espacial de la estructura cristalina, y ésta ye usualmente una operación en caxa negra realizada por programes informáticos. Sicasí, el cálculu manual de les posiciones atómiques dientro de la célula unitaria puede realizase dende la unidá asimétrica, al traviés de l'aplicación de los operadores de simetría descritos nes Tables Internacionales de Cristalografía
Indices de Miller marco|Cúbica centrada nel cuerpu (I) Artículu principal: Índiz de Miller
Los vectores y planos nuna rede cristalina describir por aciu la notación d'índiz Miller de trés valores. Utiliza los índices ℓ, m, yn como parámetros direccionales, que tán dixebraos por 90 ◦, y polo tanto son ortogonales.
Por definición, la sintaxis (ℓmn) denota un planu qu'intercepta los trés puntos a1 / ℓ, a2 / m, y a3 / n, o dalgún múltiplu de los mesmos. Esto ye, los índices de Miller son proporcionales a les inverses de les intercepciones del planu cola celda unitaria (na base de los vectores de celosía). Si unu o más de los índices ye cero, significa que los planos non intersecan esa exa (esto ye, la interseición ye "nel infinitu"). Un planu que contién una exa de coordenaes traduzse de cuenta que yá nun contenga esa exa primero que los sos índices de Miller sían determinaos. Los índices de Miller pa un planu son enteros ensin factores comunes. Los índices negativos indicar con barres horizontales, como en (123). Nun sistema de coordenaes ortogonales pa una célula cúbica, los índices de Miller d'un planu son les componentes cartesianes d'un vector normal al planu.
Teniendo en cuenta namái los planos (ℓmn) que intersecan unu o más puntos de rede (los planos de la rede), la distancia d ente los planos de rede axacentes ta rellacionada col vector de retículo recíprocu (más curtiu) ortogonal a los planos pola fórmula
Planos y direiciones Les direiciones cristalográfiques son llinies xeométrequiers que xunen nodos (átomos, iones o molécules) d'un cristal. De la mesma, los planos cristalográficos son planos xeométricos que xunen nodos. Delles direiciones y planos tienen una mayor densidá de nodos. Estos planos d'alta densidá tienen una influencia nel comportamientu del cristal como sigue
Propiedaes óptiques: L'índiz de refraición ta direutamente rellacionáu cola densidá (o fluctuaciones de densidá periódiques).
Adsorción y reactividá: La adsorción física y les reacciones químiques producir n'o cerca d'átomos o molécules de superficie. Estos fenómenos son, por tanto, sensibles a la densidá de nodos.
Tensión superficial: La condensación d'un material significa que los átomos, iones o molécules son más estables si tán arrodiaos por otres especies similares. Poro, la tensión superficial d'una interfaz varia acordies cola densidá de la superficie.
Planos cristalográficos mestos
Defectos microestructurales: Los poros y les cristalitas tienden a tener llendes rectes dempués de planos de mayor densidá.
Escote: Esto asocede típicamente sobretou en paralelu a los planos de mayor densidá.
Deformación plástica: El deslizamiento de la dislocación asocede preferentemente paralelu a los planos de mayor densidá. La perturbación llevada pola dislocación (vector Burgers) ye a lo llargo d'una direición trupa. El cambéu d'un nodo nuna direición más trupa requier una menor distorsión de la rede cristalina. Delles direiciones y planos tán definíos pola simetría del sistema cristalín. En sistemes monoclinicos, romboédricos, tetragonales y trigonales / hexagonales esiste una exa única (dacuando denomináu exa principal) que tien una simetría rotacional más alta que los otros dos exes. El planu basal ye'l planu perpendicular a la exa principal nestos sistemes cristalinos. Pa los sistemes cristalinos triclinicos, ortorrómbicos y cúbicos, la designación de la exa ye arbitraria y nun hai exa principal.
Estructures cúbiques Pal casu especial de los cristales cúbicos simples, los vectores reticulares son ortogonales y d'igual llargor (usualmente denominaos a); Similarmente pal retículo recíprocu. Con éses nesti casu común, los índices de Miller (ℓmn) y [ℓmn] indiquen a cencielles normales / direiciones en coordenaes cartesianes. Pa los cristales cúbicos con una constante de celosía a, la separación d ente planos de celdes axacentes (ℓmn) ye (dende enriba):
Por cuenta de la simetría de los cristales cúbicos, ye posible camudar el llugar y el signu de los enteros y tener direiciones y planos equivalentes:
Les coordenaes en corchetes angulares tales como ⟨100⟩ indiquen una familia de direiciones que son equivalentes por cuenta d'operaciones de simetría, tales como , , o'l negativu de cualesquier d'eses direiciones.
Les coordenaes ente corchetes como {100} denotan una familia de normales planos que son equivalentes por cuenta d'operaciones de simetría, de la mesma manera que los corchetes angulares indiquen una familia de direiciones.
Clasificación La propiedá definitoria d'un cristal ye la so inherente simetría, colo que queremos dicir que so ciertes 'operaciones' el cristal permanez ensin cambeos. Tolos cristales tienen simetría de traslación en tres direiciones, pero dalgunos tamién tienen otros elementos de simetría. Por casu, xirar el cristal 180 ° alredor d'una cierta exa puede dar como resultáu una configuración atómica que ye idéntica a la configuración orixinal. Dizse entós que'l cristal tien una doble simetría rotacional alredor d'esta exa. Amás de simetríes rotacionales como ésta, un cristal puede tener simetríes en forma de planos d'espeyu y simetríes de traslación, y tamién les llamaes "simetríes compuestes", que son una combinación de simetríes de tresllación y simetríes d'espeyu. Una clasificación completa d'un cristal llógrase cuando toes estes simetríes inherentes del cristal identifíquense.
Redes cristalines Estes redes cristalines son un agrupamientu d'estructures cristalines según el sistema axial utilizáu pa describir la so rede. Cada sistema de rede consiste nun conxuntu de tres eje nuna disposición xeométrica particular. Hai siete sistemes de celosía. Son similares pero non esautamente iguales a los siete sistemes de cristal y a les seis families de cristal. +Familia/ Rede cristalinaSimetría colspan="4" |Redes de BravaisCentrada na base Centrada nel cuerpu Centrada nun llauTriclínicoCiminiaturadeimagen|127x127pxMonoclínicoC2hminiaturadeimagen|172x172pxminiaturadeimagen|172x172pxOrtorómbicoD2hminiaturadeimagen|160x160pxminiaturadeimagen|160x160pxminiaturadeimagen|160x160pxminiaturadeimagen|160x160pxTetragonalD4hminiaturadeimagen|183x183pxminiaturadeimagen|183x183pxHexagonalD6hminiaturadeimagen|142x142pxOhminiaturadeimagen|128x128pxminiaturadeimagen|128x128pxminiaturadeimagen|128x128px El sistema cúbicu (o isométrico) más simple y simétricu tien la simetría d'un cubu, esto ye, presenta cuatro eje de rotación triples empobinaos a 109,5 ° (l'ángulu tetraédricu) con respectu al otru. Estos trés exes atopar a lo llargo de les diagonales del cuerpu del cubu. Los otros seis sistemes de redes son hexagonales, tetragonales, romboédricos (de cutiu confundíos col sistema de cristal trigonal), ortorrómbicos, monoclinicos y triclinicos.
Defectos ya impureces