晶体
jīng tǐ
晶体是原子按照重复的三维排列方式构成的固体，因而具有平整的晶面和锐利的棱角。
Definition
晶体是一种微小粒子按重复排列方式整齐排布的固体，就像墙上的砖块一样，这种整齐的排列正是晶体常常具有平整晶面和锐利棱角的原因。更准确地说，原子、离子或分子占据着一个在三维空间中重复延伸的有序晶格中的位置，这一晶格决定了晶体的外形（晶习）、解理以及许多光学性质。晶体可以从冷却的熔体、蒸发的溶液或气相中生长而成。在更深入的层面上，晶体是一种具有长程平移有序性的固体，可以用 $14$ 种布拉维格子和 $32$ 种点群来描述，并归为 $6$（或 $7$）个晶系。晶体的生长需要先成核，再由原子不断加入晶格，其速率由过饱和度或过冷度控制，而 X 射线衍射则可以通过布拉格定律 $n\lambda = 2d\sin\theta$ 揭示晶格间距。
Example
在一罐糖水中挂一根细线培养糖晶体：随着水分蒸发，糖分子会堆叠成透明的块状晶体。石盐之所以形成立方体，是因为钠离子和氯离子在立方晶格中交替排列；石英形成六面棱柱并以尖端收束；北卡罗来纳州海丁耐特附近开采的祖母绿则是绿柱石矿物的六方晶体。在冷却了数十万年的花岗岩深成岩体中，石英和长石可以长到厘米级大小，而同样的岩浆若以流纹岩熔岩喷出，则会淬火成微晶基质或玻璃质。黑曜岩就是一种完全没有晶格的非晶质固体。
Key Insight
每一片雪花都是冰的晶体，它的六条分支源于水分子以六方图案锁定排列的方式。晶体的大小记录了冷却时间：大晶体意味着在地下缓慢冷却，细小晶体则意味着在地表快速冷却。方解石和文石这样的同质多象体，二者化学式都是 $CaCO_3$，却说明定义晶体的是晶格而非化学式。究竟形成哪种多象体，取决于温度、压力，甚至海水中的镁含量。