晶體（結晶固體）

想像把橘子整齊地堆進箱子裡，或把方形磁磚一片片鋪滿地板：同一個小小的排列會朝每個方向不斷重複。晶體就是一種原子排列成有序、週期性三維圖案的材料，這圖案毫不中斷地延續橫跨數百萬乃至上億個原子。大多數金屬、食鹽、鑽石與多數陶瓷都是晶體。

它的關鍵特徵是長程有序（long-range order）：只要知道少數幾個原子的位置，就能推測出一千個原子間距之外的原子在哪裡。這個最小的重複單元稱為單位晶胞（unit cell），把它朝三個方向不斷堆疊，就構成整顆晶體。在食鹽中，鈉離子與氯離子在立方格點上交替排列，正是這種隱藏的規則性，使得鹽粒在放大鏡下看起來像一顆小立方體。

為什麼重要？原子的排列方式，是主宰材料性質的第一層結構：它如何彎折、導電或透光。由於重複的圖案具有方向性，晶體的性質可能會隨你量測的方向而不同（這稱為異向性）。工程上使用的金屬幾乎全是晶體，許多陶瓷也是。