ఉష్ణోగ్రతల్లో కలిగే మార్పుల వల్ల పదార్థం మూడు స్థితుల్లో ఉంటుంది. ద్రవాలను చల్లబరిస్తే ఘనపదార్థాలొస్తాయి. లోహాలు స్ఫటికాకృతుల్లో ఘనీభవిస్తాయి. ఘనపదార్థంలో ఉండే పరమాణువులు లేదా అయాన్ల జ్యామితీయ అమరికలను బట్టి వాటిని అస్ఫటిక పదార్థాలు (నిర్దిష్ట ఆకృతి, క్రమమైన అమరికలు ఉండవు), స్ఫటిక పదార్థాలుగా (నిర్దిష్ట ఆకృతి, క్రమమైన అమరికలు ఉంటాయి) వర్గీకరించారు. ద్రావణాన్ని వేగంగా చల్లారిస్తే అస్ఫటిక పదార్థాలు ఏర్పడతాయి. ఇవి దృఢంగా, గట్టిగా ఉంటాయి. వీటి ద్రవీభవనస్థానాలు నిర్దిష్టంగా ఉండవు. ఇవి వివర్తన పట్టీలను ఇవ్వవు.

       ద్రవాన్ని కదపకుండా, నెమ్మదిగా చల్లారిస్తే స్ఫటిక పదార్థాలు ఏర్పడతాయి. ఇవి దృఢంగా, గట్టిగా ఉంటాయి.
X - కిరణ వివర్తనం చెందుతాయి. స్ఫటిక పదార్థాల్లోని బంధాలను బట్టి వాటిని 4 రకాలుగా వర్గీకరించారు.
                         
    ఉష్ణగతిక శాస్త్రం ప్రకారం ఘనపదార్థాలు, ఎంట్రోపి విలువలను పెంచుకోవడానికి లోపభూయిష్టంగా తయారవుతుంటాయి.
స్ఫటికలోపాల వల్ల సాంద్రత, ఉష్ణధారణ శక్తి, విద్యుత్ వాహకత, యాంత్రిక బలం, రసాయన చర్యాశీలత, ఉత్ప్రేరక చర్యాశీలత మారుతుంటాయి. స్ఫటికాల్లో జాలక స్థానాల్లోని అయాన్లు లేదా పరమాణువుల పరిపూర్ణ అమరికల్లో విచలనం కలిగితే, వాటిని 'స్ఫటిక లోపాలు' అంటారు. ఈ లోపాలను మళ్లీ ఆంతరికలోపాలు (శుద్ధ స్ఫటికాల్లో కనిపిస్తాయి), బాహ్యలోపాలు (మలినాల వల్ల వస్తాయి), బిందులోపాలుగా (జాలక బిందువుల వద్ద ఏర్పడతాయి) వర్గీకరించారు. ఒకటి, రెండు లేదా మూడు మితుల్లో కనిపించే లోపాలను విస్తరణా లోపాలు అంటారు. ఇది నాలుగో రకం లోపం. బిందులోపాలు స్టాయికియోమెట్రిక్ (డాల్టనాయిడ్ సమ్మళనాల్లో), స్టాయికియోమెట్రిక్ కానివి (బెర్థొనాయిడ్ సమ్మేళనాల్లో) ఉండొచ్చు.

షాట్కీ లోపం: అధిక అయానిక స్వభావం, అధిక సమన్వయ సమయోజనీయ సంఖ్య (6-8), కేటయాన్లు, ఆనయాన్ల సైజు చిన్నగా, ఒకేవిధంగా ఉండే సమ్మేళనాల్లో సమాన సంఖ్యలో కేటయాన్లు, ఆనయాన్లు లోపిస్తే వచ్చే స్టాయికియోమెట్రిక్ బిందులోపాన్నే ''షాట్కీ లోపం'' అంటారు. ఈ లోపం వల్ల స్ఫటిక సాంద్రత తగ్గిపోతుంది.
ఉదా: NaCl,  CsCl,  AgBr

ఫ్రెంకెల్ లోపం: కేటయాన్ చిన్నగా, ఆనయాన్ పెద్దగా ఉన్నప్పుడు; సమన్వయ సమయోజనీయ సంఖ్య తక్కువగా (4-6) ఉన్నప్పుడు, తక్కువ అయానిక స్వభావం ఉన్నప్పుడు, పరమాణువు లేదా అయాన్ జాలక స్థానంలో ఉండకుండా అల్పాంతరాళ స్థానాన్ని ఆక్రమిస్తే వచ్చే లోపాన్ని 'ఫ్రెంకెల్ లోపం' అంటారు. ఈ లోపం వల్ల స్ఫటిక సాంద్రతలో ఎలాంటి మార్పు కలగదు.                  
 ఉదా: AgCl,  AgBr
      AgBr లో షాట్కీ లోపం, ఫ్రెంకెల్ లోపం రెండూ ఉండొచ్చు.

లోహాల నిర్మాణం, ధర్మాలను ఎలక్ట్రాన్ సముద్రం నమూనా లేదా లోహాల వేలన్సీ బంధ సిద్ధాంతంతో వివరించవచ్చు. ఎలక్ట్రాన్ సముద్ర నమూనాలను డ్రూడ్ ప్రతిపాదించాడు. లోరెంజ్ దాన్ని మెరుగుపరిచాడు. ఈ సిద్ధాంతం ప్రకారం ప్రతి లోహ పరమాణువు దాని వేలన్సీ ఎలక్ట్రాన్లను ఎలక్ట్రాన్ సముదానికి ఇస్తుంది. అల్పాంతరాళంలో ఎలక్ట్రాన్లు స్వేచ్ఛగా సంచరిస్తాయి. లోహపు అయాన్లు, ఎలక్ట్రాన్లతో స్థితి విద్యుదాకర్షణ బలాల మూలంగా లోహబంధాన్ని ఏర్పరుస్తాయి. వేలన్సీ బంధసిద్ధాంతాన్ని లైనస్ పౌలింగ్ ప్రతిపాదించాడు. ఈ సిద్ధాంతం ప్రకారం లోహ బంధం ధ్రువ లేదా అధ్రువ సమయోజనీయ బంధం (రెజోనెన్స్). 
      లోహ పరమాణువులను గోళాలుగా భావించి, ఈ గోళాలను అనేక పొరల్లో త్రిమితీయంగా అమరిస్తే, వాటి మధ్య ఖాళీలు ఏర్పడతాయి. ఈ ఖాళీలను రంధ్రాలు లేదా ఖాళీలు లేదా అల్పాంతరాళాలు అంటారు. ఇవి రెండు రకాలుగా ఉంటాయి.
చతర్భుజీయ (ట్రెట్రాహెడ్రల్) రంధ్రం: నాలుగు గోళాలను చతుర్భుజీయంగా అమర్చినప్పుడు వాటి మధ్య ఏర్పడే రంధ్రం. 
    
అష్టభుజీయ (ఆక్టాహెడ్రల్) రంధ్రం: కింది పొరలో త్రిభుజాకృతిలో ఉన్న 3 గోళాలు, పైపొరలో త్రిభుజాకారంలో ఉండే మూడు గోళాలు కలిసి అష్టభుజిని ఏర్పరిచినప్పుడు వాటి మధ్య ఏర్పడే రంధ్రం.
                         
       ఒక ఘనపదార్థంలో x గోళాలుంటే అవి x అష్టభుజీయ రంధ్రాలను, 2x చతుర్భుజీయ రంధ్రాలను ఏర్పరుస్తాయి. ఘనపదార్థాల్లో గోళాలను అనేక విధాలుగా అమర్చవచ్చు.

సరళ ఘన కూర్పు:
      ఈ కూర్పులో ఘనం 8 మూలల్లోనూ గోళాలు అమరి ఉంటాయి. గోళపు సమన్వయ సంఖ్య 6. ఈ కూర్పులో గోళాలు 52.4% శాతం ప్రదేశాన్ని ఆక్రమిస్తే, ఖాళీ ప్రదేశం 47.6%గా ఉంటుంది. పక్కపక్కనే ఉన్న రెండు గోళాల మధ్య దూరం '' d '', యూనిట్ సెల్ అంచు పొడవు '' a '', పరమాణు వ్యాసార్ధం '' r '' అయితే
           d = a        r =

 = 0.5 a   

అంతఃకేంద్రిత ఘనరచన (B.C.C.):
ఈ కూర్పులో 8 మూలల్లోనూ 8 గోళాలు అమరి, కేంద్రం వద్ద ఇంకో గోళాన్ని అమరిస్తే B.C.C. వస్తుంది. గోళపు సమన్వయ సంఖ్య 8. ఈ రచనలో గోళాలు 68% ప్రదేశాన్ని ఆక్రమిస్తాయి. ఖాళీ ప్రదేశం 32%. 
        r =  a = 0.433 a      d=  a = 0.866 a
            ఉదా: Na, K, Cs, Ba, Cr, Mo, W, Fe 

 
ఫలక కేంద్రిత ఘనరచన: ఈ కూర్పులో 8 మూలల్లోనూ 8 గోళాలు అమరి, ప్రతి ఫలక కేంద్రం వద్ద అంటే ఆరు గోళాలను అమరిస్తే ఫలక కేంద్రిత ఘనరచన వస్తుంది. ABC ABC ABC అనే మూడు పొరలను పటంలో చూపినట్లు అమర్చినప్పుడు ఇది సాధ్యపడుతుంది. గోళం సమన్వయ సంఖ్య 12. గోళాలు 74% ప్రదేశాన్ని ఆక్రమిస్తాయి. ఖాళీ ప్రదేశం 26% ఉంటుంది. 
                        
                      ఉదా: Al, Au, Ag, Ca, Cu
                   

షట్కోణీయ సన్నిహిత కూర్పు:
   AB AB AB AB అనే 2 పొరలను మళ్లీమళ్లీ పునరావృతమయ్యేలా అమరిస్తే ఈ కూర్పు వస్తుంది. గోళం సమన్వయ సంఖ్య 12. గోళాలు 74% ప్రదేశాన్ని ఆక్రమిస్తాయి. ఖాళీ ప్రాంతం 26%.    
ఉదా: Mg, Zn, Cd, Co, Be, Ti, Tl.     

     స్ఫటికాలు ఏర్పడేటప్పుడు అధిక సాంద్రత, అధిక స్థిరత్వాలను పొందడానికి ఘటక కణాలు వీలైనంత సన్నిహితంగా కూర్చబడతాయి. యూనిట్ సెల్‌లోని మొత్తం కణాలు (పరమాణువులు, అయాన్లు లేదా అణువులు) ఆక్రమించే ఘనపరిమాణానికి, యూనిట్ సెల్ మొత్తం ఘనపరిమాణానికి ఉండే నిష్పత్తిని కూర్పు భిన్నం అంటారు. యూనిట్ సెల్‌లో ఉండే అన్ని కణాలు ఆక్రమించే ఘనపరిమాణ శాతాన్ని కూర్పు సామర్థ్యం అని అంటారు.
 

సామాన్య ఘనజాలకంలో కూర్పు సామర్థ్యం:
    8 మూలల్లో 8 పరమాణువులు (గోళాలు) ఆక్రమించి ఉండే ఘనాన్ని సామాన్య ఘనజాలకం అంటారు. మూలలో ఉండే పరమాణువులో  వ వంతు మాత్రమే యూనిట్ సెల్‌కు చెందుతుంది.
యూనిట్ సెల్‌లో ఉండే పరమాణువుల సంఖ్య 
    
ఘన అంచు పొడవు = a
పరమాణు వ్యాసార్ధం = r
ఘన అంచు పొడవు (a) = r + r = 2r

ఒక పరమాణువు ఆక్రమించే ఘనపరిమాణం 
    
ఘన యూనిట్ సెల్ ఘనపరిమాణం
(V) = a³ = (2r)³ = 8r³

అంతఃకేంద్రిత ఘన నిర్మాణంలో కూర్పు సామర్థ్యం

ఈ రకపు యూనిట్ సెల్‌లో 8 మూలల్లో 8 పరమాణువులు, అంతఃకేంద్రం వద్ద మరో పరమాణువు ఉంటాయి.
యూనిట్ సెల్‌లో ఉండే పరమాణువుల సంఖ్య
= మూలలు  + అంతఃకేంద్రం (1) = 1 + 1 = 2


 

CCP నిర్మాణంలో కూర్పు సామర్థ్యం
HCP, CCP, FCP రకాల సన్నిహిత కూర్పులకు సమాన సామర్థ్యం ఉంటుంది. జూనియర్ ఇంటర్‌లో NaCl నిర్మాణం (FCP) గురించి నేర్చుకున్నాం.
FCP (ఫలకకేంద్ర ఘన కూర్పు)లో 8 మూలల్లో 8, 6 ముఖ కేంద్రాల్లో 6 పరమాణువులు (మొత్తం 14 పరమాణువులు) ఉంటాయి. యూనిట్ సెల్‌లో ఉండే పరమాణువుల సంఖ్య

స్ఫటిక జాలక నిర్మాణానికి మూలకారణమైన త్రిమితీయంగా పునరావృతమయ్యే, నిర్దిష్టమైన అతి చిన్న ప్రాథమిక నిర్మాణాన్నే 'యూనిట్ సెల్' అంటారు. స్ఫటిక జాలకంలో, జాలక బిందువులను అంటే అయాన్లు లేదా పరమాణువులను బిందువుల రూపంలో సూచిస్తే దాన్ని 'ప్రాదేశిక జాలకం' అంటారు. యూనిట్ సెల్ అభిలాక్షణిక ధర్మాలను ఉపయోగించి సాంద్రత, తలాల మధ్య దూరం, X - వికిరణ తరంగదైర్ఘ్యాలను లెక్కించవచ్చు. స్ఫటిక పదార్థాల అంతర్నిర్మాణం యూనిట్ సెల్, ప్రాదేశిక జాలకాల నుంచి తెలుస్తుంది. వ్యాసార్ధాల నిష్పత్తి (rకాటయాన్/rఆనయాన్) నుంచి ఏర్పడే స్ఫటికానికి జ్యామితీయ ఆకృతి, అయాన్ సమన్వయ సంఖ్యలను తెలుసుకోవచ్చు. ఒక అయాన్ లేదా పరమాణువు చుట్టూ దగ్గరగా ఉండే అయాన్ల సంఖ్య లేదా పరమాణువుల సంఖ్యనే 'సమన్వయ సంఖ్య' అంటారు.  

క్రమసంఖ్య	వ్యాసార్ధాల నిష్పత్తి	స్ఫటికం ఆకృతి	అయాన్ సమన్వయ సంఖ్య
1.	0.15 వరకు	రేఖీయం	2
2.	0.15 - 0.22	సమతల త్రిభుజం	3
3.	0.22 - 0.41	చతుర్ముఖీయం	4
4.	0.41 - 0.73	సమతల పిరమిడ్	4
5.	0.41 - 0.73	అష్టముఖీయం	6
6.	0.73 - 1.00	ఘనాకారం	8

230 ఆకారాల స్ఫటికాలు ఉన్నాయి. వీటిని 32 తరగతులుగా వర్గీకరించవచ్చు. స్ఫటికంలోని అక్షాంశాలు, కోణీయ స్వభావాలను బట్టి వీటిని మళ్లీ ఏడు స్ఫటిక వ్యవస్థలుగా వర్గీకరించారు. వీటి నుంచి 14 రకాల బ్రవైస్ జాలకాలు సాధ్యమవుతాయి.
7 స్ఫటిక వ్యవస్థలు, వాటి లక్షణాలు:

వ్యవస్థ పేరు వీలయ్యే బ్రవైస్ జాలకాలు 

X - వికిరణ వివర్తన అధ్యయనం : 
       మాక్స్ వాన్ లావ్ ప్రకారం, స్ఫటికం X - వికిరణాలకు త్రిమితీయ గ్రేటింగ్‌గా పనిచేస్తుంది. X - వికిరణ వివర్తన అధ్యయనంలో స్ఫటికాల అంతర్నిర్మాణం, స్ఫటికంలో అయాన్ల లేదా పరమాణువుల కచ్చితమైన అమరిక, యూనిట్‌సెల్ పరిమాణం, ఆకృతిని కూడా తెలుసుకోవచ్చు. X - వికిరణ తరంగాలు ఒకే ప్రావస్థలో ఉంటే నిర్మాణాత్మక వ్యతికరణం చెందుతాయి. వేర్వేరు ప్రావస్థల్లో ఉంటే విధ్వంసక వ్యతికరణం చెందుతాయి.

బ్రాగ్ సమీకరణ ఉత్పాదన:
      ఒక స్ఫటికంలో అనేక తలాలు ఉంటాయి. ఈ తలాల్లో పరమాణువులు లేదా అయాన్లు ఒక క్రమపద్ధతిలో, వాటివాటి స్థానాల్లో అమరి ఉంటాయి. X - కిరణాలు ఈ స్ఫటిక తలాలపై పడినప్పుడు వివర్తనం చెందుతాయి. వివర్తనం చెందినప్పుడు నిర్మాణాత్మక వ్యతికరణం లేదా విధ్వంసక వ్యతికరణం చెందుతాయి. 
ఒకటో, రెండో X - కిరణాలు తరంగాగ్రం AD వరకు ఒకేదూరం ప్రయాణిస్తాయి. కానీ రెండో X - కిరణం, మొదటి X - కిరణం కంటే DB + BC దూరం ఎక్కువ ప్రయాణిస్తుంది. ఈ రెండు తరంగాలు ఒకే ప్రావస్థలో ఉండాలంటే, తరంగాల మార్గ వ్యత్యాసం (DB + BC), తరంగదైర్ఘ్య పూర్ణాంక గుణిజఫలానికి సమానం కావాలి.

బ్రాగ్ విధానం:
       స్ఫటికాల నిర్మాణాలను కనుక్కోవడానికి బ్రాగ్ వర్ణపట మాపకాన్ని వాడతారు. పూర్తిగా అభివృద్ధి చేసిన స్ఫటికతలాలున్న పెద్ద స్ఫటికాన్ని 3600 తిరగగల గుండ్రటి బల్లపై ఉంచుతారు. X - వికిరణం స్ఫటికంపై పడినప్పుడు, X - కిరణాలు వివర్తనం చెందుతాయి. వీటిని అయనీకరణ గదిలోకి పంపి, CH₃Br ను అయనీకరణం చెందించి, ఉత్పత్తి అయిన కరెంట్‌ను ఎలక్ట్రోమీటర్‌తో కొలుస్తారు. X, Y, Z అక్షాల్లోని d విలువలను పోల్చుకొని వాటి నిష్పత్తిని బట్టి స్ఫటిక నిర్మాణాన్ని, అది ఏ స్ఫటికమో తెలుసుకుంటారు. NaCl  స్ఫటికంలో d విలువల నిష్పత్తి: 1 : 0.703 : 1.134.