Aatomtasandil on tahkistel kolm põhistruktuuri. Klaaside ja savimolekulid on väga korralikud, nende struktuuri või mustrit ei korrata: neid nimetatakse amorfseteks tahketeks aineteks. Metallid, sulamid ja soolad eksisteerivad võredena, nagu ka mõned mittemetallilised ühendid, sealhulgas ränoksiidid ning süsiniku grafiit- ja teemantvormid. Võred koosnevad korduvatest ühikutest, millest väiksemat nimetatakse ühikrakuks. Ühikrakk sisaldab kogu vajaliku suurusega võre makrostruktuuri ehitamiseks vajalikku teavet.
Võre struktuursed omadused
Kõiki võreid iseloomustab kõrge järjestus, koos nende koostisosade aatomite või ioonidega, mis on korrapäraste ajavahemike järel paigas. Sidumine metallvõredes on elektrostaatiline, ränioksiidides, grafiidis ja teemandis aga kovalentne. Kõikides võre tüüpides on koostisosakesed paigutatud energeetiliselt kõige soodsamasse konfiguratsiooni.
Metalliline võreenergia
Metallid eksisteerivad positiivsete ioonidena delokaliseeritud elektronide meres või pilves. Näiteks on vask elektronmeres vase (II) ioonidena, kusjuures iga vase aatom on annetanud sellele merele kaks elektroni. Metalliioonide ja elektronide vaheline elektrostaatiline energia annab võre oma järjekorra ja ilma selle energiata oleks tahke aine aur. Metallilise võre tugevus on määratletud selle võreenergiaga, mis on energia muutus, kui selle aatomitest moodustub üks mool tahket võre. Metallilised sidemed on väga tugevad, mistõttu metallidel on tavaliselt kõrge sulamistemperatuur, sulades on see koht, kus tahke võre laguneb.
Kovalentsed anorgaanilised struktuurid
Ränidioksiidvõi ränidioksiid on kovalentse võre näide. Räni on neljavalentne, see tähendab, et see moodustab neli kovalentset sidet; ränidioksiidis on kõik need sidemed seotud hapnikuga. Räni-hapniku side on väga tugev ja see muudab ränidioksiidi väga stabiilseks ja kõrge sulamistemperatuuriga struktuuriks. Metallides leiduvate vabade elektronide meri muudab need heaks elektri- ja soojusjuhiks. Ränidioksiidides või muudes kovalentsetes võredes pole vabu elektrone, mistõttu nad on halvad soojus- või elektrijuhid. Iga ainet, mis on halb juht, nimetatakse isolaatoriks.
Erinevad kovalentsed struktuurid
Süsinik on näide ainest, millel on erinevad kovalentsed struktuurid. Tahmas või kivisöes leiduval amorfsel süsinikul pole korduvat struktuuri. Grafiit, mida kasutatakse pliiatsitükkides ja süsinikkiudude tootmisel, palju tellitum. Grafiit koosneb ühekihilise paksusega kuusnurkse süsiniku aatomite kihtidest. Teemant on veelgi korrastatum, koosnedes süsinikusidemetest, moodustades jäika, uskumatult tugeva tetraeedrilise võre. Teemandid tekivad ülisuure kuumuse ja rõhu all ning teemant on kõigist teadaolevatest looduslikest ainetest kõige raskem. Keemiliselt on teemant ja tahm identsed. Elementide või ühendite erinevaid struktuure nimetatakse allotrooppideks.