結晶固體

用來製作工業用的晶體的技術之一，是從熔液中生長。種晶可用來促進單晶體的形成。在這個工序里，種晶降落到裝有熔融物質的容器中。種晶周圍的熔液冷卻，它的分子就依附在種晶上。這些新的晶體分子承接種晶的取向，形成了一個大的單晶體。藍寶石和紅寶石的基本成分是氧化鋁，它的熔點高，製成一個盛裝它的熔液的容器是困難的。人工合成藍寶石和紅寶石是用維爾納葉法（焰熔法）製成，即將氧化鋁粉和少量上色用的鈦、鐵或鉻粉，通過火焰下滴到種晶上。火焰將粉熔解，然後在種晶上重新結晶。

生產人造鑽石需要高於1600℃的溫度和60000倍大氣壓。人造鑽石顆粒小且黑，它們適宜工業應用。區域熔化過程用來純化半導體工業中的硅晶體：一個單晶體垂直懸掛在硅棒的頂端上，在兩者接觸處加熱，棒的頂端熔化，並在單晶體上重結晶，然後將加熱處慢慢地沿棒下移。

晶體的一些性質取決於將分子聯結成固體的結合力（原子之間的吸引力）。這些力通常涉及原子或分子的最外層的電子（或稱價電子）的相互作用。如果結合力強，晶體有較高的熔點。如果它們稍弱一些，晶體將有較低的熔點，也可能較易彎曲和變形。如果它們很弱，晶體只能在很低溫度下形成，此時分子可利用的能量不多。

有四種主要的晶體鍵。離子晶體由正離子和負離子構成，靠不同電荷之間的引力結合在一起。氯化鈉是離子晶體的一例。共價晶體的原子或分子共享它們的價電子。鑽石、鍺和硅是重要的共價晶體。金屬的原子變為離子，被自由的價電子所包圍，它們能夠容易地從一個原子運動到另一個原子。當這些電子全在同一方向運動時，它們的運動稱為電流。分子晶體的分子完全不分享它們的電子。它們的結合是由於從分子的一端到另一端電場有微小的變動。因為這個結合力很弱，這些晶體在很低的溫度下就熔化。典型的分子結晶如固態氧和冰。

在離子晶體中，電子從一個原子轉移到另一個原子。共價晶體的原子分享它們的價電子。金屬原子釋放一些電子在四周自由地運動，分子晶體中每個分子的一端有少量的負電荷，另一端有少量的正電荷。一個弱的電引力使分子就位。