Кристалічні тверді речовини складаються з повторюваних, тривимірних візерунків або решіток молекул, іонів або атомів. Ці частинки прагнуть максимізувати простір, який вони займають, створюючи тверді, майже нестисливі структури. Існує три основних типи кристалічних твердих речовин: молекулярна, іонна та атомна. Однак атомні тверді речовини можна додатково розрізнити залежно від того, є вони групою 8А, мережевими або металевими кристалічними твердими речовинами (загалом складаючи шість типів).
Молекулярна
Молекулярні кристалічні тверді речовини складаються з молекул, які утримуються разом за допомогою дисперсійних (або Лондонських), диполь-дипольних та водневих зв'язків міжчастинкових сил. Це все міжмолекулярні сили, які значно слабкіші за внутрішньомолекулярні сили, такі як іонні зв’язки. Молекулярні кристалічні тверді речовини досить м’які, роблять погані електричні та теплові провідники і мають низькі та помірні температури плавлення. Поширені приклади включають лід (H20) та сухий лід (C02).
Іонний
Йонні кристалічні тверді речовини, які складаються з позитивних і негативних іонів, утримуваних разом за допомогою притягування іонів-іонів, бувають трьох основних форм: з трикутними дірками, тетраедричними дірками та октаедричними дірками. Всі ці різні пристрої зазвичай мають менші іони, що заповнюють отвори, і більші, що складають первинну структуру. Йонні кристалічні тверді речовини відомі своїми високими температурами плавлення і твердістю та крихкістю. Поширені приклади включають хлорид натрію (NaCl), оксид магнію (MgO) та фторид кальцію (CaF2).
Атомний
Атомні кристалічні тверді речовини складаються з атомів, які утримуються разом дисперсією. Ці тверді речовини м’які, роблять погані електричні та теплові провідники і мають низькі температури плавлення.
Група 8А
Кристалічні тверді речовини групи 8А є специфічним різновидом атомних кристалічних твердих речовин. Вони складаються із затверділих, інертних благородних газів [таких як неон (Ne), аргон (Ar), гелій (He) та радон (Rn)], і можуть відбуватися лише при неймовірно низьких (близько абсолютного нуля) температурах.
Мережа
Мережеві кристалічні тверді речовини складаються з атомів, які утримуються разом ковалентними зв’язками. Вони неймовірно тверді, мають високі температури плавлення та погані провідники тепла та електрики. Деякі з найбільш відомих кристалічних твердих речовин - зокрема кварц (SiO2) та алмази (C) - потрапляють під категорію мережі.
Металевий
Металеві кристалічні тверді речовини мають атоми, які утримуються разом металевими зв’язками, що мають електромагнітну природу. Ці зв'язки надають металевим кристалічним структурам їх відмінні якості - пластичність, податливість і міцність провідників тепла та електрики. Температури плавлення і твердість металевих кристалів можуть варіюватися від низьких до дуже високих і від м’яких до твердих. Деякі найпоширеніші приклади включають цинк (Zn) та залізо (Fe).
