تراكيب المواد الصلبة

تُصنّف المواد الصلبة في فئتين،اللابلورية،والبلورية،بناء على تركيبها الداخلي ثلاثي الأبعاد. المواد الصلبة اللابلورية،مثل زجاج السيليكا المصهور،تفتقر إلى الترتيب الداخلي المنتظم للجسيمات التي تُكونها،في حين أن المواد الصلبة البلورية،مثل الكوارتز،تمتاز بأن جسيماتها مرتبة على شكل نموذج ثلاثي الأبعاد يتكرر في كل المادة الصلبة. تركيبة المادة الصلبة البلورية،تمثلها وحدة خلية وهي أصغر وحدة متكررة في التركيبة البلورية،والتي تحافظ على تناسق التركيبة.

النموذج العام ثلاثي الأبعاد،يُعرف بالشبكة البلورية،وتتألف من نقاط الشبكة ومتجهات الشبكة. متجهات الشبكة بدورها تحدد أطراف وحدة الخلية،أما نقاط الشبكة فقد توجد في الزوايا أو على الواجهات،أو في منتصف وحدة الخلية. ما يحدد منظومات الشبكة هو أبعاد وحدة الخلية.

توجد سبعة أنواع من منظومات الشبكة:المكعب،والرباعي،والمعيني القائم،والثلاثي،وأحادي الميل،وثلاثي الميل،والسداسي. مواضع الذرات في وحدة خلية ليست بالضرورة مماثلة لمواضعها في نقاط الشبكة. نموذج الذرات في وحدة خلية،أو العنصر،يُعرّف غالبًا بناء على مواضع الذرات مقارنة بنقطة شبكة معينة.

عدد الذرات في وحدة خلية،يعكس فاعلية المادة الصلبة من حيث التعبئة،أو مقدار حجمها الذي تشغله الذرات وليس الفراغات فيما بينها. ارتفاع عدد الذرات في وحدة خلية يقابله عمومًا فاعلية أكبر من حيث التعبئة. الذرات المعينة لوحدة خلية قد لا تكون محتواه بالكامل داخل الخلية.

إحدى طرق حساب هذه الذرات الجزئية تكون بأن نعتبر كل ذرة على إحدى الزوايا بمثابة ثُمن ذرة،وكل ذرة على إحدى الواجهات بمثابة نصف ذرة. وفي المقابل،إذا وجدت ذرة واحدة على كل زاوية من وحدة الخلية،تُعيّن واحدة منها لوحدة الخلية أما السبعة الأخرين فيتم تجاهلهم. إذا وجدت ذرة واحدة على كل من واجهتي وحدة الخلية،تُعيّن واحدة لوحدة الخلية ويتم تجاهل الأخرى.