陶瓷晶體結構（ceramic crystal structures）

陶瓷通常是金屬與非金屬形成的化合物，例如食鹽（NaCl）或藍寶石（Al2O3）。把原子想成兩種大小不同的帶電小球：胖而低電荷的陽離子（金屬把電子送出去了），和更大的陰離子（非金屬把電子拿了過來）。所謂結構，就是把這兩種尺寸的球堆得最整齊的方式：讓正緊鄰負、絕不讓正緊鄰正，而且整堆保持電中性。

有兩條規則決定堆法。第一，每個陽離子盡量讓最多的陰離子貼著它，這個數目叫配位數，由兩者半徑的比值決定。小陽離子周圍只塞得下 4 個陰離子（四面體）；中等的塞 6 個（八面體）；大的塞 8 個（立方體）。例如岩鹽 NaCl 中，每個 Na+ 貼著 6 個 Cl-，每個 Cl- 貼著 6 個 Na+，所以稱為 6-6 或 AX 結構。第二，整體化學式必須電荷平衡：Al2O3 中三個 O(2-) 平衡兩個 Al(3+)，這叫 A_mX_p 結構。CaF2（螢石）則是 AX2，每個 Ca 周圍有 8 個 F。

這些堆積方式解釋了陶瓷為何如此。它的鍵是離子鍵與（或）共價鍵，既強又具方向性，所以陶瓷剛硬、堅硬、熔點極高。但代價是：要讓一層原子滑過另一層，就得把同號電荷推到一起，晶體會強烈抗拒，所以陶瓷無法像金屬那樣塑性變形。這正是它脆的深層原因。別把陶瓷想成純離子鍵；大多數陶瓷（如氧化鋁、二氧化矽）其實是離子鍵與共價鍵的混合。