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在这类晶体中,不存在独立的小分子,而只能把整个晶体看成一个大分子。由于原子之间相互结合的共价键非常强,要打断这些键而使晶体熔化必须消耗大量能量,所以原子晶体一般具有较高的熔点,沸点和硬度,在通常情况下不导电,也是热的不良导体,熔化时也不导电,但半导体硅等可有条件的导电。
原子间不再以紧密的堆积为特征,它们之间是通过具有方向性和饱和性的共价键相联接,特别是通过成键能力很强的杂化轨道重叠成键,使它的键能接近400KJ·mol-1。原子晶体中配位数比离子晶体少。