Απολύτως οποιαδήποτε χημική ουσία που υπάρχειστην φύση, σχηματίζεται από ένα μεγάλο αριθμό ταυτόσημων σωματιδίων, τα οποία σχετίζονται μεταξύ τους. Όλες οι ουσίες υπάρχουν σε τρεις συγκεντρωτικές καταστάσεις: αέρια, υγρά και στερεά. Όταν η θερμική κίνηση είναι δύσκολη (σε χαμηλές θερμοκρασίες), καθώς και στα στερεά, τα σωματίδια είναι αυστηρά προσανατολισμένα στο χώρο, που εκδηλώνεται με την ακριβή δομική τους οργάνωση.
Το κρυσταλλικό πλέγμα της ύλης είναι μια δομήμε μια γεωμετρικά διατεταγμένη διάταξη σωματιδίων (ατόμων, μορίων ή ιόντων) σε ορισμένα σημεία του χώρου. Σε διαφορετικά πλέγματα διακρίνει το διάμεσο διάστημα και τους άμεσους κόμβους - τα σημεία στα οποία βρίσκονται τα ίδια τα σωματίδια.
Το κρυσταλλικό πλέγμα είναι τεσσάρων τύπων:μέταλλο, μοριακό, ατομικό, ιοντικό. Οι τύποι των πλέγματος προσδιορίζονται σύμφωνα με τον τύπο των σωματιδίων που βρίσκονται στους κόμβους τους, καθώς και τη φύση των συνδέσεων μεταξύ τους.
Το κρυσταλλικό πλέγμα ονομάζεται μοριακό πλέγμαΕάν υπάρχουν μόρια στους κόμβους του. Συνδέονται μεταξύ τους με διαμοριακές σχετικά ασθενικές δυνάμεις, που ονομάζονται δυνάμεις van der Waals, αλλά τα άτομα μέσα στο μόριο συνδέονται από έναν πολύ ισχυρότερο ομοιοπολικό δεσμό (πολικό ή μη πολικό). Το πλέγμα μοριακών κρυστάλλων είναι εγγενές σε χλώριο, στερεό υδρογόνο, διοξείδιο του άνθρακα και άλλες ουσίες που είναι αέρια σε συνήθη θερμοκρασία.
Οι κρύσταλλοι που σχηματίζουν ευγενή αέρια,έχουν επίσης μοριακά πλέγματα που αποτελούνται από μονοατομικά μόρια. Οι περισσότερες στερεές οργανικές ουσίες έχουν ακριβώς αυτή τη δομή. Ο αριθμός των ανόργανων ουσιών, που είναι εγγενής στη μοριακή δομή, είναι πολύ μικρός. Αυτό, για παράδειγμα, στερεό αλογονωμένο υδρογόνο, φυσικό θείο, πάγο, στερεές απλές ουσίες και κάποιες άλλες.
Όταν θερμαίνεται σχετικά αδύναμηΟι διαμοριακές δεσμοί διασπώνται αρκετά εύκολα, οπότε μια ουσία με τέτοια πλέγματα έχουν πολύ χαμηλό σημείο τήξεως και χαμηλής σκληρότητας, είναι αδιάλυτο ή ελάχιστα διαλυτό στο νερό, διαλύματα ουσιαστικά μη-αγώγιμο, η οποία χαρακτηρίζεται από σημαντική μεταβλητότητα. Τα ελάχιστα σημεία βρασμού και τήξης είναι για ουσίες από μη πολικά μόρια.
Το μέταλλο ονομάζεται κρυσταλλικόπλέγμα, οι κόμβοι των οποίων σχηματίζονται από άτομα και θετικά ιόντα (κατιόντα) ενός μετάλλου με ηλεκτρόνια ελεύθερου σθένους (αποσυνδεδεμένα από τα άτομα στο σχηματισμό ιόντων), κινώντας τυχαία στον όγκο του κρυστάλλου. Ωστόσο, αυτά τα ηλεκτρόνια είναι ουσιαστικά ημι-ελεύθερα, δεδομένου ότι μπορούν να κινούνται ελεύθερα μόνο μέσα στα όρια που περιορίζει αυτό το πλέγμα κρυστάλλων.
Ηλεκτροστατικά Ηλεκτρόνια και Θετικά Ιόντατα μέταλλα προσελκύονται αμοιβαία, γεγονός που εξηγεί τη σταθερότητα του μεταλλικού κρυσταλλικού πλέγματος. Ένα σύνολο ελεύθερων κινούμενων ηλεκτρονίων ονομάζεται αέριο ηλεκτρονίων - παρέχει καλή ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα των μετάλλων. Όταν εμφανιστεί η ηλεκτρική τάση, τα ηλεκτρόνια βιάζονται στο θετικό σωματίδιο, συμμετέχοντας στη δημιουργία ενός ηλεκτρικού ρεύματος και αλληλεπιδρώντας με τα ιόντα.
Το μεταλλικό κρυσταλλικό πλέγμα είναι χαρακτηριστικό,κυρίως για στοιχειακά μέταλλα, καθώς και για ενώσεις διαφορετικών μετάλλων μεταξύ τους. Οι κύριες ιδιότητες που είναι εγγενείς σε μεταλλικούς κρυστάλλους (μηχανική αντοχή, πτητικότητα, σημείο τήξης) κυμαίνονται επαρκώς. Ωστόσο, τέτοιες φυσικές ιδιότητες όπως η πλαστικότητα, ο πλαστιμότητα, η υψηλή ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα, η χαρακτηριστική μεταλλική λάμψη είναι ιδιόρρυθμες μόνο σε κρυστάλλους με μεταλλικό πλέγμα.
