Un solide cristallin est un type de matière dont les atomes, les ions ou les molécules sont disposés selon un motif répétitif tridimensionnel régulier appelé réseau. Le fait d’avoir ses unités constitutives disposées de telle manière donne à un solide cristallin certaines caractéristiques physiques qui peuvent varier selon le motif. Tous les cristaux tombent dans l’une des sept formes de base possibles. Certaines de ces formes ont plus d’un motif de treillis possible, dont il y en a 14 au total.
Les unités d’un réseau solide cristallin, qu’il s’agisse d’atomes, d’ions ou de molécules, sont liées les unes aux autres, donnant au solide une structure solide. Cette armature régulière rend les cristaux particulièrement résistants à la compression. Ils peuvent être cassés ou écrasés avec suffisamment de force, bien sûr, mais il est très difficile de les comprimer. Certains types de liaisons sont plus forts que d’autres, mais tous les cristaux présentent cette propriété dans une certaine mesure. Le réseau d’un cristal est composé d’unités appelées cellules, les plus petites unités répétitives du réseau.
Le cadre en treillis régulier donne à certains types de cristaux une force énorme. Le diamant, bien connu comme la substance naturelle la plus dure, doit sa dureté à la façon dont les atomes de carbone qui forment sa structure s’emboîtent dans son réseau cristallin. D’autres solides cristallins courants sont le sucre, le sel gemme et certains grains de sable comme ceux du quartz. Les solides cristallins se présentent dans la nature sous la forme de nombreux types de pierres précieuses et de minéraux et même de certaines matières organiques.
Les cristaux se déclinent en sept formes de base. Ces formes sont rarement trouvées dans la nature sous une forme géométrique parfaite, mais les cristaux d’une substance particulière se formeront toujours dans sa forme caractéristique ou des composites de plus d’une. Trois des formes cristallines de base sont des solides rectangulaires réguliers, cubiques ou à angle droit. Une quatrième forme est un solide hexagonal et les trois autres sont tous des solides rectangulaires dont certaines arêtes se rencontrent à des angles autres que quatre-vingt-dix degrés. Certaines substances peuvent former des formes cristallines composites, mais toutes sont des combinaisons des sept formes cristallines de base.
Dans les formes cristallines de base, 14 réseaux différents sont possibles. Les réseaux font référence à la manière particulière dont les atomes, les ions ou les molécules sont disposés dans le cristal, le type de réseau affecte la forme du cristal. Ces réseaux aident également à déterminer les propriétés physiques du cristal, telles que la façon dont le cristal se brise s’il est frappé, la façon dont il se réfracte ou se plie, la lumière qui le traverse et son point de fusion.