Кристаллические структуры нафталина С10Н8 (1), серого селена (2) и нитрила бора BN (3)

Шаровые упаковки содержат в се­бе пустоты, имеющие вполне опреде­лённые очертания. Так, в структурах меди и магния есть пустоты, окружён­ные четырьмя шарами (тетраэдрические пустоты) и, кроме того, пустоты, окружённые шестью шарами (октаэдрические пустоты). Иногда кристал­лические структуры, состоящие из атомов двух элементов, выглядят как плотные упаковки шаров одного сор­та, в которых шары другого сорта размещаются в тех или иных пусто­тах. Например, поваренная соль NaCl представляет собой шаровую упаков­ку ионов хлора (точно такую же, ка­кую мы наблюдаем в кристаллах ме­ди), а в её октаэдрических пустотах располагаются ионы натрия.

Совсем иной вид имеют структуры кристаллов, построенных из молекул. К их числу относятся некоторые не-

органические (Cl₂,I₂, P₄, S₈) и все ор­ганические вещества, кроме полиме­ров. Характерным примером может служить кристаллический нафталин. Это гетеродесмическая (от греч. «гетерос» — «разный») островная струк­тура. В роли «острова» (содержащего конечное число атомов) выступает молекула нафталина, имеющая состав C₁₀H₈. Связи в молекулах обычно ковалентные, между молекулами — вандерваальсовы.

Бывает и так, что атомы, соединён­ные химическими связями, образуют бесконечную цепь, бесконечный слой или бесконечный каркас, причём в последнем случае имеются и другие атомы, располагающиеся в полостях этого каркаса. Так построены цепо­чечные, слоистые и каркасные гетеродесмические структуры. Приме­ром цепочечной структуры может служить кристаллический селен (так называемый серый селен, обладаю­щий полупроводниковыми свойст­вами). Слоистое строение имеет, в ча­стности, нитрид бора BN. В минерале перовските СаТiO₃ атомы титана и кислорода, соединённые ковалентными связями, совместно образуют пространственный каркас, а атомы кальция располагаются в полостях этого каркаса и связаны с атомами кислорода слабее, чем атомы титана.

Науке известно пространственное расположение атомов в кристаллах многих сотен тысяч химических со­единений. Иногда очень простое, иногда чрезвычайно замысловатое, оно естественно наводит на мысль об архитектуре. Внутри кристалла, как и внутри большого здания, можно иной раз найти обширные «залы», извили­стые «переходы», «этажи» и закручен­ные по спирали «лестницы». И весь этот «интерьер» находится в строгом соответствии с «экстерьером» — внешней огранкой кристалла.