結晶系と多結晶系

私たちは固体を結晶か非晶質かで定義しているが、自然界にはこれらの純粋な形をした例はほとんどない。多くの場合、それらは混在し、あるいは変種を形成している。多結晶は、結晶性固体の変種である。ここでは、結晶と多結晶の違いについて詳しく見ていくことにする。

結晶性

水晶には、水晶であるもの、水晶からなるもの、水晶に似ているものがあります。結晶は、規則正しい構造と対称性を持っています。結晶中の原子、分子またはイオンは特定の方法で配列されているため、長距離の秩序性を持っています。結晶性固体では、規則的なパターンが繰り返されるため、繰り返し単位を識別することができます。結晶とは、原子が規則正しく配列された均質な化合物である」と定義されています。例えば、岩塩、食塩（NaCl）、石英（SiO2）などがある。しかし、結晶は鉱物に限らず、砂糖、セルロース、金属、骨、さらにはDNAなど、ほとんどの固体物質を含む」1 結晶は、水晶や花崗岩など、地球上に自然に存在する大きな結晶性の岩石のことである。また、結晶は生物によっても形成される。例えば、カルサイトは軟体動物から産出されます。水晶は、雪や氷、氷河などの形で存在します。結晶は物理的、化学的性質によって分類される。共有結合結晶（ダイヤモンドなど）、金属結晶（黄鉄鉱など）、イオン結晶（塩化ナトリウムなど）、分子結晶（砂糖など）である。水晶には、さまざまな形や色のものがあります。水晶には美的価値があり、癒しの効果もあると信じられているため、ジュエリーにも使用されています。

結晶であることに加え、結晶の性質を取り入れた結晶に似た固体もある。例えば、光沢のあるもの、透明なもの、クリアなもの、結晶のような構造を持つものなどがあります。

多結晶体

自然界では、ほとんどの場合、結晶はその長期的な秩序を乱しているように見えます。多結晶とは、小さな結晶がたくさん集まってできた固体のことです。それぞれ異なる方向に配置され、欠陥の多い境界で囲まれている。多結晶体中の結晶は微小であり、微結晶と呼ばれる。これらは穀物とも呼ばれる。宝石のようなシリコン単結晶からなる固体がある。しかし、これらは自然界ではほとんど発生しません。ほとんどの場合、固体は多結晶体である。このような構造では、多くの単結晶がアモルファス固体の層によって保持されている。非晶質固体とは、結晶構造をもたない固体のことである。つまり、原子、分子、イオンが長距離にわたって規則正しく配列された構造を持っていないのだ。このように、多結晶構造では、長距離秩序が乱れる。例えば、金属やセラミックスはすべて多結晶体である。この場合、順番や向きは非常にランダムです。多結晶固体の成長方法、あるいはプロセス条件によって決定することができる。