Kristal yapı

Kristal yapı, malzeme biliminde makroskopik olarak kristalli minerallerin yüzeyleri arasında, mikroskobik olarak ise çoğu katının atomları arasında görülen tekrarlı düzeni ifade eder. Mineraloji ve kristalografide kristaller, yüzey düzlemlerinin birbirlerine göre yerleşimi esas alınarak sınıflandırılırlar. Benzer bir örüntü, kristal yapılı katıların atomları ya da iyonları arasında da görülmekte ve yoğun madde fiziğinde yerleşik bir model olarak kullanılmaktadır.

Krokit, monoklinik kristal sisteme sahip bir mineraldir.

Bir kristalin yüzey düzlem geometrisi kendi karakteristiğidir. Bu özelliğine göre kristalografideki 32 farklı nokta grubundan birine dahil olur. Nokta grupları ise kristal sistemi adı verilen 7 başlık altında toplanır. Kristal sistemleri tekrarlı en basit geometrisinin gösterdiği simetrikliğe göre birbirlerinden ayrılırlar. Eğer örüntü kübik ise kenar uzunlukları ve birleşim açıları eşit olacağı için yapı tamamen simetriktir. Bunun tam tersi durumda -hiçbir simetriye sahip değilse- kristal sistemi triklinik olarak adlandırılır.

Katılardaki atom yerleşimi de genellikle (örneğin cam bu sınıflandırmanın dışındadır) benzer bir örüntüyü içerir. Bu nedenle atomların dizilişleri bir kristal kafesi olarak modellenebilir. Auguste Bravais'in ortaya koyduğu bu modelde atomlar merkezleri ile çakışan noktalar uzayında dizilidir. Bu örüntünün üç boyutta da tekrarlayan en temel elemanı birim hücre olarak adlandırılır.

Mikroskobik kristal yapı

Kalsiyum sülfürün (CaS) kristal yapısı

Kristal yapıya sahip katılarda atomların birbirlerine göre konumları tekrarlı bir düzen içerir. Atom merkezlerinin koordinatları uzayda işaretlendiğinde, tekrarlayan nokta kümelerinden oluşan bir kafes yapısı elde edilir. Bu yapı, kristal kafesi olarak adlandırılır. Nokta kafeslerin tekrarlabilir olması, onları tanımlayabilecek olan birim hücre - ya da birim kafes - olarak adlandırılan basit geometrilere indirgenmelerine olanak sağlar. Yapının tekrarlayan en temel elemanı birim hücredir. Bir yapı için birden farklı geometriye sahip birim hücre bulunabilir. Bu hücreler arasından en fazla simetriye sahip olanı birim hücre olarak adlandırılır. Birim hücreler azami simetriye ve uzun mesafeli diziliş düzenine sahip olmalıdır.

Atomlar birim hücrede kafes noktalarında bulunurlar. Kafes noktalarının birbirlerine göre yerleşim geometrisi kafes parametreleri ile tanımlanır ve yapının karakteristiğidir. Bravais, doğadaki 7 kristal sistemine ait toplam 14 farklı tipte nokta kafesi (Bravais kafesi) bulunduğunu ortaya koymuştur.

Kristal sistemi (7 Adet) (En az simetrikten en çok simetriğe)	Bravais kafesi (14 Adet)
1. Triklinik	Triklinik
2. Monoklinik	Basit	Basit, taban merkezli
	Monoklinik, basit	Monoklinik, taban merkezli
3. Ortorombik	Basit	Taban merkezli	Hacim merkezli	Yüzey merkezli
	Ortorombik, basit	Ortorombik, taban merkezli	Ortorombik, hacim merkezli	Ortorombik, yüzey merkezli
4. Rombohedral	Rombohedral
5. Tetragonal	Basit	Hacim merkezli
	Tetragonal, basit	Tetragonal, hacim merkezli
6. Hegzagonal
7. Kübik	Basit kübik (BK)	hacim merkezli (HMK)	yüzey merkezli (YMK)
	Kübik, basit	Kübik, hacim merkezli	Kübik, yüzey merkezli

Ayrıca bakınız

• Kristal yapı kusurları
• Dislokasyon

Kaynakça

• Callister, Jr., Willam D. (2007). Material Science and Engineering: An Introduction (İngilizce). ABD: John Wiley & Sons, Inc. ISBN 978-0-471-73696-7.