В зависимости от рода частиц, расположенных в узлах кристаллической решетки и характера сил взаимодействия между ними кристаллы делят на четыре типа
: ионные, атомные, металлические, молекулярные. Ионные кристаллы. В узлах кристаллической решетки располагаются поочередно ионы противоположного знака.
Типичными ионными кристаллами являются большинство галоидных соединений щелочных металлов (NaCl, CsCl, KBr и т.д.), а также окислов различных элементов (MgO, CaO и др.). Связь, обусловленный кулоновскими силами притяжения между разноименно заряженными ионами, называют ионным (или гетерополярним). В ионных решетках нельзя выделить отдельные молекулы: кристалл является как бы одной гигантской молекулой. Атомные кристаллы. В узлах кристаллической решетки располагаются нейтральные атомы, которые содержатся в узлах решетки гомеополярнимы или ковалентными связями квантовомеханического происхождения (в соседних атомов обобщенные валентные электроны, меньше связаны с атомом).
Атомными кристаллами являются алмаз и графит (два разных состояния углерода), некоторые неорганические соединения (ZnS, BeO, и т.д.), а также типичные полупроводники - германий Ge и кремний Si. Валентные связи осуществляются парами электронов, которые движутся по орбитам, охватывающих оба атома, и имеют направленный характер: ковалентные силы направлены от центрального атома к вершинам тетраэдра. В отличие от графита решетка алмаза не содержать плоских слоев не позволяет сдвигать отдельные участки кристалла, поэтому алмаз является прочным соединением.
Металлические кристаллы. В узлах кристаллической решетки располагаются положительные ионы металла. При образовании кристаллической решетки валентные электроны, весьма слабо связаны с атомами, отделяются от атомов и колективизуються: они уже принадлежат не одному атому, как в случае ионной связи, и не пару соседних атомов, как в случае гомеополярного связи, а всему кристаллу в целом. Таким образом, в металлах между положительными ионами хаотически, подобно молекулам газа, движутся «свободные» электроны, наличие которых обеспечивает хорошую электропроводность металлов. Поскольку металлическая связь не имеет направленного действия и положительные ионы решетки одинаковы по свойствам, металлы должны иметь симметрию высокого порядка. Действительно, большинство металлов имеют кубическую объемно-центрированную (Li, Na, К, Rb, Cs) и кубическую гранецентрированную (Cu, Ag, Pt, Au) решетки. Чаще металлы встречаются в виде поликристаллов.
Молекулярные кристаллы. В узлах кристаллической решетки располагаются нейтральные молекулы вещества, силы взаимодействия между которыми обусловлены незначительным взаимным смещением электронов в электронных оболочках атомов. Эти силы называют Ван-дер-ваальсивськимы, поскольку они имеют ту же природу, что и силы притяжения между молекулами, приводящих к отклонению газов от идеальности. Молекулярными кристаллами являются, например, большинство органических соединений (парафин, спирт, резина и т.д.), инертные газы (Ne, Аг, Кг, Хе) и газы СО2, O2, N2 в твердом состоянии, лед, а также кристаллы брома Вr2 и йода I2. Ван-дер-ваальсивськи силы достаточно слабые, поэтому молекулярные кристаллы легко деформируются.
В некоторых твердых телах может осуществляться несколько видов связи. Примером может служить графит (гексагональная решетка). Решетка графита состоит из ряда параллельных плоскостей, в которых атомы углерода расположены в вершинах правильных шестиугольников. Расстояние между плоскостями более чем в два раза превышает расстояние между атомами шестиугольника. Плоские слои связаны друг с другом ван-дер-ваальсовыми силами. В пределах слоя три валентных электрона каждого атома углерода образуют ковалентную связь с соседними атомами углерода, а четвертый электрон, оставаясь «свободным», колективизуеться, но не у всех решетке, как в случае металлов, а в пределах одного слоя. Таким образом, в данном случае осуществляются три вида связи: гомеополярний и металлический - в пределах одного слоя; ван-дер-ваальсовых - между слоями. Этим объясняется мягкость графита, поскольку его слои могут скользить друг относительно друга. Различие в строении кристаллических решеток двух разновидностей углерода - графита и алмаза - объясняет различие в их физических свойствах: мягкость графита и твердость алмаза; графит - проводник электричества, алмаз - диэлектрик (нет свободных электронов), и тому подобное.