კრისტალები

მყარი სხეულები იყოფა კრისტალურებად და ამორფულ სეხულებად.

კრისტალურები (ბერძ. krystallos - ყინული) ეწოდება სხეულებს, რომლებშიც ნაწილაკები (ატომები, მოლეკულები, იონები) მოწესრიგებულად არის განლაგებული (ქმნიან კრისტალურ მესერს).

კრისტალი ეწოდება სხეულს განსაზრვრული ფორმით, რომელიც ბრტყელი ბუნებრივი წახნაგებით არის შემოსაზღვრული. მონოკრისტალები ეწოდება ერთეულოვან კრისტალებს, რომელთაც მაკროსკოპული კრისტალური მესერი აქვთ. პოლიკრისტალები ეწოდება ქაოტურად შეზრდილი მონოკრისტალების ერთობლიობას (პოლიკრისტალების მარცვლოვანი სტრუქტურა - კრისტალიტები).

ერთნაირი ქიმიური შემადგენლობის კრისტალური სხეულები შეიძლება არსებობდნენ ორი ან რამდენიმე სახესხვაობით (მოდიფიკაციით) პირობებისგან გამომდინარე. ამ თვისებას პოლიმორფიზმი ეწოდება. მაგალიტებია: გრაფიტი და ალმასი. ისინი განსხვავდებიან კრისტალური მესერის ტიპით და შესაბამისად ფიზიკური თვისებებით.

კრისტალებს სწავლობს მეცნიერება კრისტალოგრაფია. არსებობს 230 ტიპი კრისტალური მესერისა (სიმეტრიის 32 კლასი), რომელნიც განსაზღვრავენ კრისტალების თვისებებს.

მონოკრისტალების ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი თვისება არის ანიზოტროპია - კრისტალის თვისებების დამოკიდებულება მიმართულებაზე. მაგალითები:

1. სუფრის მარილის (NaCl) კრისტალების სიმტკიცის ანიზოტროპია  - წახნაგების პარალელურად სიმტკიცე ნაკლებია ვიდრე დიაგონალურ და სხვა მიმართულებებით; ქარსისა და გრაფიტის დაშრევება.

2. სითბური თვისებების ანიზოტროპია - კვარცის სფეროიდი გახურების შემდეგ გადიქცევა ელიფსოიდად.

3. ოპტიკური თვისებების ანიზოტროპია - უსლანდირ შპატის კრისტალში სხივის ორმაგი გარდატეხის მოვლენა.

4. ელექტრული თვისებების ანიზოტროპია - გამტარებლობის, დიელექტრიკული შეღწევადობის და სხვ. დამოკიდებულება მიმართულებაზე (ვლინდება პიეზოელექტრულობაში, პიროელექტრულობასა და სხვა მოვლენებში).

5. მაგნიტური თვისებების ანიზოტროპია - ფერომაგნიტები (მსუბუქი დამაგნიტრების ღერძების არსებობა).

პოლიკრისტალები არიან იზოტროპულნი და შეიძლება არ ჰქონდეთ სწორი ფორმები.

კრისტალური მესერი.

ნაწილაკები კრისტალებში ირხევიან წონასწორობის მდგომარეობის მიდამოში - კრისტალური მესერის კვანძებში, რომლებიც გარკვეული თანმიმდევრობით გარკვეულ მანძილებზე არიან განლაგებულნი ერთმანეთის მიმართ. თვით ნაწილაკებს შორის მანძილები იცვლება თერმული მოძრაობის გამო. უმცირეს ფრაგმენტს, რომლის განმეორებითაც მიიღება მთელი მესერი,  ელემენტალური უჯრედი ეწოდება. ელემენტალური ნაწილაკის წიბოს სიგრძეს მესერის პერიოდი

ეწოფდება. გამოყოფენ ოთხი ტიპის კრისტალს:

a. მოლეკულური (წყალბადი, აზოტი, ნაფტალინი, მშრალი ყინული და სხვ.) - მესრის კვანძებში განთავსებულია მოლეკულები. ახასიათებთ დაბალი სიმტკიცე.

b. კოვალენტური (ალმასი, სილიციუმი, გერმანიუმი, ცინკის სულფიდი და სხვ.) - მეზობელ ატომებს შორის ხორცილედება კოვალენტური (წყვილელექტრონული) კავშირი, საერთო ელექტრონებს შეუძლიათ მხოლოდ მკაცრად განსაზღვრულ გზებზე მოძრაობა. არიან დიელექტრიკები ან ნახევარგამტარები.

c. იონური (სუფრის მარილი, ვერცხლი ბრომიდი და სხვ.) - კვანძებში არიან რიგრიგობით დადებითი და უარყოფითი იონები, რომლებიც კავდებიან ელექტრული მიზიდულობის ძალებით.

d. მეტალები და შენადნობები - კვანძებში არიან დადებითი იონები ხოლო ვალენტური ელექტრონები იონებთან სუსტი კავშირის გამო გამოეყოფიან მათ და კოლექტივიზირდებიან და მიეკუთვნებიან მთელ კრისტალს და არა ცალკეულ იონს, როგორც იონურ კრისტალში ან ორ მეზობელ იონს, როგორც კოვალენტურ კრისტალში.