结构生物化学/晶体固态
晶体或结晶固体是一种固体材料，其组成原子、分子或离子以有序方式排列，并扩展到所有三个空间维度。除了其微观结构外，大型晶体通常可以通过其宏观几何形状来识别，该形状由具有特定、特征取向的平面构成。[需要引用]
对晶体和晶体形成进行科学研究的学科被称为晶体学。通过晶体生长机制形成晶体的过程称为结晶或凝固。
大型晶体的例子包括雪花、钻石和食盐。大多数无机固体不是晶体，而是多晶，即许多微观晶体融合成一个固体。多晶的例子包括大多数金属、岩石、陶瓷和冰。第三类固体是无定形固体，其中原子没有任何周期性结构。无定形固体的例子包括玻璃、蜡和许多塑料。
“晶体”的科学定义是基于其内部原子的微观排列，称为晶体结构。晶体是一种固体，其中原子形成周期性排列。（准晶是一个例外，参见下文。）
并非所有固体都是晶体。例如，当液态水开始结冰时，相变从小的冰晶开始，这些冰晶会生长直到融合，形成多晶结构。在最终的冰块中，每个小晶体（称为“晶粒”或“晶粒”）都是一个真正的晶体，具有原子的周期性排列，但整个多晶体没有原子的周期性排列，因为周期性模式在晶界处被打断。大多数宏观无机固体都是多晶的，包括几乎所有金属、陶瓷、冰、岩石等。既不是晶体也不是多晶体的固体，例如玻璃，被称为无定形固体，也称为玻璃态、玻璃状或非晶态。即使在微观上，它们也没有周期性顺序。晶体固体和无定形固体之间存在明显的区别：最值得注意的是，形成玻璃的过程不会释放熔化潜热，但形成晶体则会释放。
晶体结构（晶体中原子的排列）以其晶胞为特征，晶胞是一个小的假想盒子，包含一个或多个以特定空间排列的原子。晶胞在三维空间中堆积以形成晶体。
晶体的对称性受到晶胞完美堆积且无间隙的要求的限制。存在219种可能的晶体对称性，称为晶体空间群。这些被分为7个晶系，例如立方晶系（其中晶体可能形成立方体或长方体，例如右侧所示的食盐）或六方晶系（其中晶体可能形成六边形，例如普通水冰）。
晶体通常以其形状为特征，由具有锐角的平面构成。这些形状特征对于晶体来说并非必要的——晶体在科学上是由其微观的原子排列定义的，而不是由其宏观的形状定义的——但特征性的宏观形状通常存在且易于观察。
自形晶体是指具有明显、规则的平面的晶体。他形晶体则没有，通常是因为晶体是多晶固体中的一个晶粒。
自形晶体的平面（也称为晶面）相对于其底层的晶体原子排列具有特定的取向：它们是米勒指数相对较低的平面。[1] 这是因为某些表面取向比其他取向更稳定（表面能更低）。当晶体生长时，新原子很容易附着在表面粗糙且不稳定的部分，但不太容易附着在平坦且稳定的表面上。因此，平面倾向于生长得更大更光滑，直到整个晶体表面都由这些平面组成。（参见右侧图表。）
晶体学中最古老的技术之一包括测量晶体表面的三维取向，并利用它们推断底层的晶体对称性。
晶习是指晶体可见的外部形态。这由晶体结构（限制了可能的晶面取向）、特定的晶体化学和键合（可能使某些类型的晶面优于其他晶面）以及晶体形成的条件决定。
岩石 就体积和重量而言，地球上最大的晶体集中在固体基岩中。
一些晶体是通过岩浆和变质作用形成的，从而形成了大量的结晶岩石。绝大多数火成岩是由熔融岩浆形成的，其结晶程度主要取决于其固化的条件。像花岗岩这样的岩石，冷却速度非常缓慢，并且承受着巨大的压力，已经完全结晶；但许多种类的熔岩是在地表喷发并快速冷却的，在后一类岩石中，少量非晶质或玻璃状物质很常见。其他结晶岩石，如大理石、云母片岩和石英岩等变质岩，是重结晶的。这意味着它们最初是碎屑岩，如石灰岩、页岩和砂岩，从未处于熔融状态，也从未完全溶解，但变质作用的高温和高压条件通过消除其原始结构并在固态下诱导重结晶来对其起作用。[2]
其他岩石晶体是由流体（通常是水）中的沉淀形成的，形成晶簇或石英脉。像岩盐、石膏和一些石灰岩等蒸发岩是从水溶液中沉积下来的，主要是因为干旱气候下的蒸发。
冰 以雪、海冰和冰川形式存在的水基冰是地球上非常常见的结晶或多晶物质的表现形式。单个雪花通常是单个晶体，而冰块是多晶体。
许多活着的生物体能够产生晶体，例如大多数软体动物中的方解石和文石，或者脊椎动物中的羟基磷灰石。
- ↑ 金属氧化物的表面科学，作者：Victor E. Henrich，P. A. Cox，第 28 页，谷歌图书链接
- ↑ 1911 年《大英百科全书》中的“岩石学”