Krystallstruktur, den romlige anordning av atomer, ioner eller molekyler som bygger opp krystallene.

Disse byggesteinene danner et fast punktgitter hvor avstanden mellom punktene er av størrelsesorden 10–8 cm eller 0,1 nm (1 Å). M. von Laue i Tyskland og W. L. Bragg i Storbritannia beviste i 1912 de materielle punktgitteres faktiske eksistens ved diffraksjon av røntgenstråler i krystaller (røntgenstråler har bølgelengder av størrelsesorden 10–8 cm). Titusener av krystallstrukturer er senere blitt bestemt ved røntgendiffraksjon (se røntgenkrystallografi). Også elektrondiffraksjon og nøytrondiffraksjon blir benyttet til strukturbestemmelser.

De fleste metaller har sine atomer ordnet i såkalt tetteste kulepakning med koordinasjonstall 12, se fig. Kobber, sølv, gull, bly, nikkel, γ-jern, platina og aluminium har en kubisk tetteste kulepakning (kubisk flatesentrert gitter), mens magnesium, sink, kadmium, titan og kobolt er eksempler på heksagonale tetteste kulepakninger. Noen metaller har et romsentrert kubisk gitter med koordinasjonstall 8 (f.eks. alkalimetallene, α-jern, krom, molybden, wolfram), og noen få har andre strukturer.

Krystallstrukturen for kjemiske forbindelser er mer komplisert, for her er de forskjellige atomer eller ioner ikke av samme størrelse. Særlig hos forbindelser med ionekarakter vil størrelsesforholdet mellom anion og kation bestemme koordinasjonsforholdene og dermed krystallstrukturen. I figuren er vist sammenhengen mellom radiusforholdet for kation og anion og koordinasjonstallet.

I en såkalt blandkrystall vil to eller flere omtrent like store atomer av forskjellige grunnstoffer være statistisk fordelt på en bestemt gitterposisjon; en slik fase kalles uordnet. Som eksempel kan nevnes legeringer mellom sølv og gull eller gull og kobber. Men det finnes også intermetalliske forbindelser som CuAu og Cu3Au hvor det er et bestemt mengdeforhold mellom de to metallene og hvor disse sitter ordnet på bestemte plasser i krystallgitteret. De aller fleste mineraler består av blandkrystaller mellom to eller flere «endeledd».

Det finnes også stoffer som har defekte strukturer, hvor en del av gitterposisjonene er ubesatte. I pyrrhotitt, som avviker fra den ideelle formel FeS (troilitt), vil jernatomenes plasser i gitteret kunne være ufullstendig besatt mens svovelets gittersystem er komplett. Formelen kan derfor skrives Fe1–xS.

Strukturbestemmelser har stor betydning i mineralogien og danner grunnlag for en krystallkjemisk klassifikasjon av mineralene. I praktisk talt alle silisium-oksygen-forbindelser er silisium i 4-koordinasjon med hensyn på oksygen, i form av SiO4-tetraedre. I artikkelen silikatmineraler er det redegjort for de forskjellige måter disse SiO4-tetraedrene kan være sammenknyttet på.

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål til artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.