晶体结构
晶体并不只是外形规则的固体。微观上，它具有长程周期有序：晶格给出重复平移，而基元（motif）说明每个晶格点上放置什么原子、离子或原子组。
晶格、基元与晶胞
晶格是抽象的周期点阵；基元是附着在每个点上的物质内容。二者结合才是晶体结构。晶胞是一种能通过平移复制全部结构的几何选择，并不等于一个“分子盒子”；同一晶体甚至可以用不同但等价的晶胞描述。
晶胞边界粒子的计数
画在边界上的原子被相邻晶胞共享。立方晶胞的角原子贡献 1/8，面心原子贡献 1/2，完全位于内部的原子贡献 1。因此简单立方、体心立方和面心立方的常规晶胞分别含 Z=1、2、4 个原子。对立方晶体，密度满足 ρ=ZM/(N_Aa³)。
ρ = ZM / (NAa³)
配位与堆积
结构决定一个原子最近有多少邻居以及空间填充效率。BCC 的配位数为 8，FCC 为 12。紧密堆积并不能单独决定所有材料性质，但它会显著影响密度、位错滑移和力学行为；化学键类型与缺陷也同样重要。
衍射揭示周期距离
nλ = 2d sin θ
晶面会散射 X 射线。当不同晶面散射出的波程差满足 nλ=2d sinθ 时发生相长干涉。测得的角度编码晶面间距 d，而峰强度还包含原子在晶胞内位置的信息。衍射图不是原子的直接照片，而是从倒易空间信号和结构模型反推出来的。
计算示例
1. FCC 晶胞中的原子数
解答
8 个角各贡献 1/8，共 1；6 个面心各贡献 1/2，共 3，所以 Z=4。
2. 铜的密度
解答
取 Z=4、M=63.546 g mol⁻¹、a=361.5 pm=3.615×10⁻8 cm，代入 ρ=ZM/(N_Aa³)，得到约 8.9 g cm⁻³。
3. 一级 Bragg 角
解答
λ=0.154 nm、d=0.200 nm 时，sinθ=λ/(2d)=0.385，所以 θ≈22.6°。