晶胞

壁紙圖案看上去無窮無盡，其實只是同一個小圖案被反覆印出來。晶體在三維空間裡也是這個道理：它由一個小盒子在各個方向上一模一樣地重複堆疊幾十億次而成。這個最小的重複盒子，包含了重建整個晶體所需的一切，就是晶胞。描述了晶胞，你就描述了整塊固體，無論它有多大。

晶胞由它的稜長（a、b、c）以及稜之間的夾角來定義；無機化學中最簡單也最常見的是立方晶胞，三條稜等長、所有夾角為 90 度。原子或離子位於盒子裡確定的位置上。要數清真正屬於一個晶胞的原子數，需把原子與它所接觸的相鄰晶胞共享：處於頂角的原子被八個晶胞分攤（計 1/8），處於稜上的被四個分攤（1/4），處於面上的被兩個分攤（1/2），完全在內部的算整 1。把這些分數加起來，就得到每個晶胞中的化學式單元數，記作 Z。岩鹽的 Z 為 4——每個立方晶胞含四對 NaCl。

晶胞是晶體學與固態化學的工作單元。X 射線繞射可直接測出它的尺寸，由稜長和 Z 就能算出晶體密度，也可反過來由實測密度去數原子、發現缺陷或非化學計量。它也是命名結構的依據：所謂岩鹽結構或螢石結構，真正的意思就是這塊晶體的晶胞長這個樣子。掌握了晶胞的計數法，琳琅滿目的各種結構類型就化為一小套貼了標籤的盒子。