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晶体結構
結晶構造とは、結晶性固体内における原子・イオン・分子の精密で繰り返す三次元的配列であり、規則的な並進によって空間を充填する単位格子によって定義され、230の空間群の一つにエンコードされる。
概要
原子の配列が材料の物理的・化学的挙動を決定する——電気伝導率・光学的透明性・機械的硬度・磁気応答はすべて原子充填と結合から直接生じる。20世紀初頭にマックス・フォン・ラウエとブラッグ父子によって先駆けられたX線回折は、結晶構造決定を厳密で予測的な科学へと変革した。
なぜ重要か
結晶構造の理解は、X線回折データからDNAの二重らせんの発見を可能にした本質的なブレークスルーであり、物理学と化学のツールが分子生物学の基礎となった過程を示している。この概念は材料工学も形成した。黒鉛とダイヤモンドの間、あるいは医薬品多形体の間の劇的な特性差はすべて構造的配列に遡る。