Кристаллом (от греч. krystallos – «прозрачный лед») вначале
называли прозрачный кварц (горный хрусталь), встречавшийся в Альпах. Горный
хрусталь принимали за лед, затвердевший от холода до такой степени, что
он уже не плавится. Первоначально главную особенность кристалла видели
в его прозрачности и это слово употребляли в применении ко всем прозрачным
природным твердым телам. Позднее стали изготавливать стекло, не уступавшее
в блеске и прозрачности природным веществам. Предметы из такого стекла
тоже называли «кристальными». Еще и сегодня стекло особой прозрачности
называется хрустальным, «магический» шар гадалок – хрустальным шаром.
Удивительной особенностью горного хрусталя и многих других прозрачных
минералов являются их гладкие плоские грани. В конце 17 в. было подмечено,
что имеется определенная симметрия в их расположении. Было установлено
также, что некоторые непрозрачные минералы также имеют естественную правильную
огранку и что форма огранки характерна для того или иного минерала. Возникла
догадка, что форма может быть связана с внутренним строением. В конце
концов кристаллами стали называть все твердые вещества, имеющие природную
плоскую огранку.
Заметной вехой в истории кристаллографии явилась книга, написанная в 1784
французским аббатом Р.Гаюи. Он выдвинул предположение, что кристаллы возникают
в результате правильной укладки крохотных одинаковых частиц, которые он
назвал «молекулярными блоками». Гаюи показал, каким образом можно получить
гладкие плоские грани кальцита, укладывая такие «кирпичики». Различия
в форме разных веществ он объяснил разницей как в форме «кирпичиков»,
так и в способе их укладки.
Со времен Гаюи было принято как гипотеза, что в правильной форме кристалла
находит отражение упорядоченное внутреннее расположение частиц, но это
было подтверждено лишь в 1912, когда М.фон Лауэ в Мюнхене установил, что
рентгеновские лучи дифрагируют на атомных плоскостях внутри кристалла.
Падая на фотографическую пластинку, дифрагированные лучи создают на ней
геометрический узор из темных пятен. По положению и интенсивности таких
пятен можно рассчитать размеры структурной единицы и определить расположение
атомов в ней.
Имея в виду возможность прямого исследования внутренней структуры, многие
занимающиеся кристаллографией стали употреблять термин «кристалл» в применении
ко всем твердым веществам с упорядоченной внутренней структурой. Нужны
лишь благоприятные условия, полагали они, чтобы внутренняя упорядоченность
проявилась в виде правильной наружной огранки. Некоторые ученые предпочитают
называть твердые вещества с внешне не проявляющейся внутренней упорядоченностью
«кристаллическими», а под «кристаллами» понимать, как это было когда-то,
твердые вещества с природной огранкой.
Почти всё вокруг, по крайней мере в неживой природе,
и почти всё, что мы умеем производить и изготовлять сами, имеет кристаллическую
форму. Редким исключением является вода при обычных температурах. При
этом замечательное многообразие типов кристаллов и их свойств не только
вызывает изумление, но и позволяет говорить о прямом влиянии кристаллов
на всю историю человечества и его культуру. Подавляющее большинство используемых
в современной технике материалов имеет кристаллическое строение. Исключение
составляет, пожалуй, только широко известное и используемое стекло - аморфный
материал. Его близкие родственники - аморфные металлические сплавы (металлические
стёкла) до сих пор экзотичны, хотя довольно уверенно начинают занимать
своё место в широком круге используемых человеком материалов. Кристаллы
- это не только драгоценные камни: простая медная проволока состоит из
материала, имеющего кристаллическое строение. Сталь для машин, алюминиевые
сплавы для ракет и самолетов и многое другое содержат в основе кристаллы
разного типа, с разными свойствами, но объединены одним общим главным
качеством: правильным расположением атомов или молекул в пространстве.
Атомы, из которых состоят газы, жидкости и твердые вещества, имеют разную
степень упорядоченности. В газе атомы и небольшие группы атомов, соединенные
в молекулы, находятся в постоянном беспорядочном движении. Если охлаждать
газ, то достигается температура, при которой молекулы сближаются друг
с другом, насколько это возможно, и образуется жидкость. Но атомы и молекулы
жидкости все-таки могут скользить относительно друг друга. При охлаждении
некоторых жидкостей, например воды, достигается температура, при которой
молекулы застывают в относительной неподвижности кристаллического состояния.
Эта температура, разная для всех жидкостей, называется температурой замерзания.
(Вода замерзает при 0°С; при этом молекулы воды упорядоченно соединяются
друг с другом, образуя правильную геометрическую фигуру.) У каждой частицы
вещества (атома или молекулы), находящегося в кристаллическом состоянии,
окружение точно такое же, как и у любой другой частицы того же типа во
всем кристалле. Другими словами, ее окружают вполне определенные частицы,
находящиеся на вполне определенных расстояниях от нее. Именно это упорядоченное
трехмерное расположение характерно для кристаллов и отличает их от других
твердых веществ.
вверх 
