結晶性

結晶性とは、固体における構造的な秩序の度合いを指します。結晶では、原子または分子が規則的かつ周期的に配列されています。結晶性は、硬度、密度、透明度、拡散性に大きな影響を与えます。理想気体では、原子または分子の相対的な位置は完全にランダムです。液体やガラスなどの非晶質材料は、中間的なケースであり、短い距離（数個の原子または分子の間隔）では秩序がありますが、長い距離では秩序がありません。

ガラスセラミックスや一部のポリマーなど、多くの材料は、結晶領域と非晶質領域が混在するように製造することができる。このような場合、結晶化度は通常、材料の体積に対する結晶部分の割合として示される。しかし、完全に結晶化した材料であっても、構造の完全性の程度は異なる場合がある。

例えば、ほとんどの金属合金は結晶性ですが、通常は粒界によって隔てられたさまざまな方位の多数の独立した結晶領域（結晶粒または結晶子）から構成されています。^{[ 1 ]}さらに、構造の完全性を低下させる他の結晶学的欠陥（特に転位）も含まれています。最も完全性の高い結晶は、半導体エレクトロニクス用に製造されるシリコンインゴットです。これらは大きな単結晶（そのため粒界がなく）、転位がほとんどなく、欠陥原子の濃度が精密に制御されています。

結晶性はX線回折を用いて測定できるが、熱量測定法も一般的に用いられる。^{[ 2 ] [ 3 ]}

地球化学では、鉱物の結晶性は、特に鉱物結晶化の初期段階において、水と岩石の相互作用を制御する上で極めて重要な役割を果たします。たとえば、ゲータイトの場合、溶解したリチウムは結晶性の低いゲータイトに取り込まれる可能性がありますが、結晶性の高いゲータイトではほとんど吸着されません。^{[ 4 ]さらに、低温での水と岩石の相互作用中のリチウム同位体分別は、ヘクトライト[ 5 ]やゲータイト[ 4 ]}などの結晶性の低い鉱物の欠陥部位で起こる反応によって制御されます。

地質学者は結晶化度を4つの質的なレベルで分類している。

• 完全結晶質岩石は完全に結晶質である。
• 半結晶質岩は部分的に結晶質であり、結晶が非晶質またはガラス質の基質に埋め込まれている。
• 半透明岩は部分的にガラス質である。
• ホロヒアリン岩（黒曜石など）は完全にガラス質である。

• オックスフォード科学辞典、1999年、 ISBN 0-19-280098-1。