晶体是具有几何多面体外形的固体

紫水晶

晶体，我们最能想到的应该就是水晶了吧，当然像冰，石英，玻璃，甚至是钻石等，其实也是晶体。这些晶体能给人最大的印象就是它们是透明的，也正因为它们的透明才使得它们在我们眼前得以充分展现出它们的美。

晶体的透明，就其根本的原理来说是由于晶体内部分子原子结构有序的排兵布阵而使得在可见光波段内的光子无法被原子上的电子吸收，从而使得光子可以顺利地穿过晶体的内部而呈现出来的一样结果。简单的说就是光子可穿越晶体，所以晶体才变透明就那么简单。那么晶体除了其透明的特征外，还有什么是比较明显的？

雪花

虽然像我这样的南方人，到目前为止还没有见过真正的雪花，但是铺天盖地的雪花图片却早已让我跟其他人一样，认定了雪花是拥有其比较特别的形状的（因雪花形成的过程没有绝对的相同，因此世界上没有两朵完全一样的雪花）。雪花中的冰晶也属于晶体中的一种，而实际上，不只是雪花，食盐，味精，白糖，硫酸铜等晶体都有属于它们特别的形状，而这形状的形成无非就一个原因，那就是晶体的宏观对称性是晶体微观对称性的宏观表现。

晶体形状通常是其微观结构的宏观表现

晶体物质的形状是由于其在分子原子层面上的排列布阵所呈现出来的，在宏观的外形上，物质是什么样的形状，而在微观的分子原子中的形状也就会是什么样的了。当然，这说的只是物质在自然状态下形成的原始形状，而不是在它形成了之后再用外力去改变它的一种状态。

晶体在外形上所体现出来的美在于它所持有的均衡形状，而这个均衡就是美的最大特点。比如像我们人脸一样，假如在中间划一条线，然后眼睛、鼻子、耳朵、嘴唇将各占一半，而这均衡的物质分配就是绝大多数人第一概念里面所能认知到的对称。

宏观上的对称，那是从晶体的几何外形去辨识的，而微观上的对称则是从晶体的内部去辨别的，就晶体的内部结构而言，它是由结构单元组成的无限图形，这种无限图形指的就是结构单元在微观上所拥有的就是一种特性。比如说盐中，也即是氯化钠（NaCl）晶体中的钠离子与氯离子之间的距离为0.563nm，那么通过计算就可以得知一粒体积为1立方毫米盐晶体中所含的盐NaCl晶胞共有7*10^17个。一粒盐晶体就是由这极大量的晶胞进行无限平移与叠加而形成的。

NaCl晶体结构模型

盐晶体

通常在宏观层面上所呈现出来的晶体结构就是其微观层面上晶胞的一种结构体现，或者也可以跟前面所说的那样，将宏观晶体的结构视作为微观晶胞的一种宏观体现。

晶体在所具有的对称美是晶体内部的微观结构对称的宏观体现

在宏观的对称性上所具有的对称特点，其实都能在微观世界中得以体现，可在微观世界中，宏观就不一定具备了，比如说微观分子中的点阵，如金刚石内部碳原子的架构阵势；滑移面，如石墨中碳原子平面滑动；还有螺旋轴，如说DNA的结构。

以上这三个对称元素是微观世界所特有的，因为在宏观世界，那是不可能实现用宏观的物质来代替微观粒子进行无限平移或叠加的操作的。

晶体内含着一种均衡的力的平衡

晶体分子或者原子本身能有序而稳定的存在是依靠化学键或者分子间的范德华力来体现维持，所以说晶体的存在实际上就是分子或原子间的一种力的平衡的结果。它们都在一定的强度和范围之内互相制衡，从而使得分子或者晶体结构能够达到一种相对稳定的状态。

晶体的内部结构本就是一种简单而却也复杂的，在很多晶体的分子体系中，其实也是有着主体与客体的，而客体分子通常是在主体分子的空穴或者空道之中充当着一种填充的作用的，可虽它看起来像是只是填充主体分子所留出来的空隙，但实际上它却还是与主体分子之间产生着不可忽视的影响作用力的。所以对于晶体来说，要想形成一个稳定且对称的结构，这主体与客体之间的互相作用力是需要和谐共处的。

玫瑰花超分子结构

比如说一个大型的玫瑰花超分子结构，在这个分子中有苯环这种比较刚性的分子结构，也有比较柔性的碳氢链，所以在某种程度上，这分子可以理解为一种刚柔相济的分子。而同时在这个分子中，它还形成氢键的功能基团，所以这个分子在一定的条件下，它会通过分子之间的氢键识别作用而自行组装成一个较小单位组装体。由于这个小单位组装体只用到了其中一部分的氢键基能团，因此其他还未利用到的还可以再通过与其他的小单位进行拼装。

大量不对称的分子依靠其本身具有的氢键或者化学键来进行一种有规律的拼接，最终所形成的通常也就是一种结构有序的晶体架构。

水分子通过氢键链接起来的结构模型

其实，无论是在宏观还是在微观中，所有一切的外形亦或者是结构的存在，那都是分子之间的作用力共同作用的结果。

比如水，它在结成了冰的过程中，也即是它在形成冰晶的过程中，由于水分子中的一边有两个氢原子，氢原子的电子被氧原子拿来填补了它的第二层电子轨道，从而使得氢原子呈现出了正电性，而氧则呈现出负电性。

正负电性在水分子中呈现，然后水分子就会通过这正负电的电磁力而互相吸引，当水温降低到水分子无法再活跃到可有效挣脱它们之间所形成的一种氢键力的时候，水分子也就被氢键给束缚住了。被束缚的水分子因动力不够而无法再移动便成了由氢键搭建而成的一种水分子架构空间群的一个群点，群点经无限地平移与叠加就构建出了一个庞大而稳定的水分子微观架构出来，这个微观架构最终所体现出来的就是我们在宏观上所看到的冰。