Важливою особливістю кристалізації є те, що хімічний склад речовини може змінюватися без істотної перебудови загального каркаса, утвореного атомами. У речовинах такого роду морфологія кристалів залишається однакової або майже однакової, і, якщо кристали не ставляться до кубічної сингоній, при зміні хімічного складу відбувається поступова зміна кутів між гранями й фізичних властивостей: показників переломлення й питомої ваги. Ця властивість називається ізоморфізмом від грецьких слів taog (рівний) і цорфт, (форма).

У попередньому розділі ми розглянули випадки, коли при значній зміні хімічного складу морфологія кристала залишається постійної або дуже близької ( тобто структурний каркас залишається суттєво незміненим). У цьому розділі ми торкнемося протилежного явища: при подібності хімічного складу відбувається значна зміна морфології кристалів і, як правило, фізичних властивостей ( у тому числі часто міняється симетрія кристалів), пов`язане з тим, що міняється основний каркас структури. Якщо речовина зустрічається у дві різних кристалічних модифікаціях, його називають диморфним; якщо в три — тримофвим; загальна назва для такого явища — поліморфізм

Внутрішня будова кристалів була предметом живого обговорення ужо на самому початку розвитку кристалографії. В XVIII в. Р. Ж. Гаюи на підставі того факту, що кальцит може розколюватися на як завгодно дрібні ромбоедри, висловив припущення, що кристали цього мінералу побудовані з незліченної кількості дрібних цеглинок такого виду й що всі інші грані, крім граней ромбоедра, утворюються шляхом закономірного «отступания» цих цеглинок від площини відповідної «стінки», так що нерівності виявляються настільки малі, що грані видадуться оптично гладкими. Установлення закону раціональності індексів, слушного для всіх кристалів, зробило зовсім ясним, що всі кристали побудовані цим шляхом, тобто шляхом нескінченного повторення єлементарней гнізда. Однак розширення знань про атомну структуру речовини зробило не менш ясним і те, що елементарне гніздо не можна вважати твердою цеглинкою Гаюи; скоріше її можна вподібнити елементу візерунка — об`ємному «мотиву», багаторазове повторення якого створює цілий кристал: точно так само, як двовимірний мотив повторюється у візерунку стінних шпалер. Цей об`ємний елемент візерунка й становить елементарне гніздо кристала. Атоми, що входять в елементарне гніздо, визначають сполука кристала, що виходить, і їх розташування в гнізді і їх розміри визначають виникаючу в результаті росту морфологію кристала. Легко зрозуміти тому причину відсутності в кристалах пятерной симетрії й симетрії більш високої, чому шестерна: навіть говорячи тільки про площину, легко представити, що єдиними фігурами, якими можна правильно заповнити площина, можуть бути тільки квадрати, прямокутники, паралелограми, рівносторонні трикутники й правильні шестикутники

Кристал зберігається як тверде тіло під впливом сил, що діють між складовими атомами. Ці сили називаються атомними зв`язками; вони можуть бути різні. У багатьох неорганічних речовинах і в більшості мінералів, використовуваних як дорогоцінні камені, цей зв`язок іонний: окремі атоми іонізовані й мають або позитивний, або негативний заряд, а іонні зв`язки виникають у результаті притягання між іонами із протилежними зарядами й відштовхування між іонами із зарядами однакового знака. Наприклад, у флюориті кожний позитивно заряджений іон кальцію оточено вісьма негативно зарядженими іонами фтору, симетрично розташованими, як у вершинах куба (мал. 38); у силікатах кожної іон кремнію оточено чотирма іонами кисню; обра-.

Коли два однакові іони виявляються розташованими дуже близько друг до друга сила, що діє між ними відштовхування швидко зростає, так що існує деяка Мінімальна відстань, на яку їх центри можуть зближатися

Таким чином, легко уявити собі просту картипу іонної структури як упакування дотичних нестисливих сфер. «Радіус» кожного даного іона залежить від розглянутого хімічного елемента й від величини його електростатичного заряду; цей радіус малий для позитивно заряджених іонів (катіонів), таких, як Si