Az atomok kémiai reakciók során kötődnek és kristályképződést eredményeznek. A kristályokat az anyag szilárd állapotaként definiáljuk, amelyben az atomok szorosan össze vannak csomagolva. A kristályok megkülönböztető jellemzője, hogy szilárd alakjuk minden oldalról szimmetrikus. A kristályok sajátos geometriai alakját kristályrácsnak nevezzük. Amikor az atomok elektronjai összekapcsolódnak a környező atomokkal, kémiai kötés válik teljessé és kristályok képződnek.
Ionic Bonds
Amikor ionos kristályok képződnek, az elektronok megugrik a pályájukat, hogy kötődjenek a megfelelő támogató atomhoz. A negatív vagy pozitív töltésű elektrosztatikus erők eredő kombinációja stabilizálja az ionokat. Charles Augustin de Coulomb fizikus ezeket az elektrosztatikus erőket, vagyis Coulombikus erőket törvény formájában határozta meg. Coulomb törvénye szerint az atomok között kialakult vonzó erők összehúzzák az atomokat, és ez a cselekvés hátrányosan megismétlődik ugyanazon ionok közötti hasonló töltések miatt. Ez nagyon erős atomkötést eredményez a kristályokban. Ezek a rendkívül intenzív erők magas olvadáspontokat és merev szerkezeteket tulajdonítanak ezeknek a kristályoknak.
Kovalens kötések
A kovalens kötés, amint a neve is mutatja, olyan kristályszerkezet, amelyben az elektronok nem hagyják el pályájukat. Ehelyett az elektronokat két atom osztja meg. Egy megosztott elektron ily módon megköti minden két szomszédos atomot. A kötött atomok tovább osztanak egy másik elektront a mellettük levő atomokból és így tovább. Az anyag atomjai közötti kovalens kötés geometriai kristály képződését eredményezi.
Van der Waals kötelékei
A Van der Waals-kötés gyenge kölcsönhatás az anyag atomjai között, ami lágy konzisztenciájú kristályokat eredményez. Az atomok külső pályája teljesen meg van töltve megosztott elektronokkal, de töltésük folyamatosan továbbadódik.
Hidrogénkötések
Hidrogénkötés akkor jön létre, amikor egy hidrogénatom vonzódik a megfelelő atomok megfelelő elektronjai felé. Ez zavarja a kristályképződést. A hidrogénatom egy másik atomhoz való kötődése után a szomszédos molekula negatív töltése felé húzódik. Ez két negatív töltés közé korlátozza a hidrogénatomot. A hidrogénkötések általában a jégkristályokban találhatók meg, ahol a hidrogénatomok szorosan két oxigénatom közé vannak csomagolva.
Fémes kötvények
Fémes kristályképződés során az atompályák összes elektronja kiszabadul az útjából. Ezek összetapadnak és felhőt alkotnak. Ezt az egész klasztert vonzzák az atomok pozitív töltésű központjai. Ez a vonzalom összetartja az atomokat. Valamennyi fém ilyen típusú kristályokat képez. Mivel az elektronok szabadon mozoghatnak a vegyületben, a képződött kristályok nagyon vezetőképesek.