Kristall

Die Atome und Moleküle der meisten Substanzen ordnen sich in festem Zustand auf Grund der Kräfte, die sie gegenseitig ausüben, in einer bestimmten Struktur an, in der Struktur, in der die Energien sämtlicher Bindungen in der Summe minimiert ist. Diese Struktur nennt man die Kristallstruktur der Substanz. Die meisten festen Substanzen liegen also in fester Form als Kristalle vor.

Atome oder Moleküle lassen sich aus dieser Kristallstruktur nur durch erhebliche Energiezufuhr lösen, meist ist dies die Energiezufuhr, die zum Aufschmelzen der Substanz erforderlich ist.

Meist liegt aber eine Substanz nicht als einheitlicher Kristall vor. Wenn wie üblich, das Erstarren an vielen Stellen einer Substanz unabhängig startet, dann bildet sich eine Vielzahl von Kristallkeimen, welche die Ausbildung eines einzelnen Kristalls ("Einkristall") verhindert. Deshalb liegen die meisten Substanzen polykristallin vor, so dass eine Kristallstruktur makroskopisch nicht erkennbar ist.

Wenn ein Einkristall erzeugt werden soll, so sind ganz besondere Wachstumsbedingungen erforderlich, die verhindern, dass sich mehr als ein Kristallkeim bildet.

Feste Substanzen, in der die Atome und Moleküle nicht kristallin geordnet, sondern beliebig verteilt vorliegen, nennt man amorph. Oftmals, insbesondere bei Kunststoffen ist es möglich, bei langsamer Abkühlung eine fast rein kristalline und bei schockartiger Abkühlung, so dass Moleküle keine Zeit haben, sich regelmäßig anzuordnen, eine amorphe Struktur zu erzeugen.