Krystallinske faststoffer
Krystaller er bygget opp av små identiske enheter som blir repetert og til sammen danner den totale strukturen. Det er bare en begrenset mengde gitterstrukturer som er fysisk mulig, i alt 17 forskjellige krystallstrukturer.
I krystallinske faste stoffer er det et regulært tredimensjonalt geometrisk mønster i plasseringen av atomer, ioner eller molekyler og som gjentas i et krystallgitter.
En enkel kubisk enhet (terning) har åtte hjørner eller gitterpunkter. To sjikt med fire hjørner med plass til ett atom eller ion i hver av dem i et kubisk gitter. Enhetscellen (kuben) blir repetert i tre dimensjoner. Størrelsen på enhetsstrukturen kube avhenger av størrelsen på atomene eller ionene. Koordinasjonstallet er antall andre atomer eller ioner hvert av dem kan være i kontakt med. En enkel pimitiv kube eller enhetscelle har koordinasjonstall 6, hvert atom eller ion er i kontakt med seks andre. En kubisk struktur fyller opp alle hulrom i en tettpakket og er en romeffektiv krystallstruktur. Atomer, ioner og molekyler har kuleaktige form og pakking av kuler vil gi hulrom hvor form og størrelse avhenger av pakkingstypen. En heksagon med seks kuler og en i midten vil gi seks trekantede hull.
I en ansiktssentrert eller overflatesentrert enhetskube (fcc, «face-centered cubic») er det i tillegg til hver av de åtte hjørnene plass til ett atom eller ion i sentrum av hver sideflate. Eksempel metallisk kobber (Cu), bly (Pb), aluminium (Al), sølv (Ag) og gull (Au).
I en kroppssentrert eller romsentrert enhetskube (bcc, «body-centered cubic») er det i tillegg til dem nevnt over også plass til ett i sentrum av kuben. Eksempel metallisk jern (Fe), krom (Cr) og platina (Pt).
Ionekrystaller
Ionekrystaller er små og med høyt smeltepunkt. Faste ionekrystaller leder ikke elektrisk strøm, men er de smeltet væskeform kan ionene flytte seg. Natriumklorid (NaCl) har en ansiktssentrert kubisk struktur. I saltkrystaller er det ioner som holdes sammen med ionebindinger.
Molekylære krystaller
Molekylære krystaller er bløte og har lavt smeltepunkt. For eksempel is (H2O) og tørris (CO2).
Kovalente krystaller
I kovalente krystaller er atomene kovalent bundet til andre atomer i nabogittere. Kovalente krystaller er harde og har høyt smeltepunkt. For eksempel silisiumdioksid (SiO2) som danner kvarts, sand og stein. Silisiumkarbid (korborundum, SiC) er laget industrielt og blir blant annet brukt i sandpapir. I kubisk form som SiC-3C og heksagonal krystall SiC-4C. Silisiumkarbid har hardhet 9 på Mohs hardhetsskala, mens diamant har 10 på den samme skalaen. Silisiumkarbid er et ekstremt hardt materiale og blir også benyttet til å dekke overflater for å beskytte dem mot slitasje.
Wolframkarbid (WC) har lignende egenskaper og blir laget syntetisk og består av like mengder wolfram og karbon.
I diamant er karbonatomene bundet kovalent til hverandre.
Flere typer mineraler er kovalente krystaller slik som kvarts, feltspat, glimmer, olivin, magnetitt, hornblende, hematitt (Fe2O3). Andre eksempler er keramer, e.g. glasskeramer i koketoppen på kjøkkenkomfyrer som tåler raske skifter i temperatur.
Plast er eksempel på organiske faststoffer.
Kompositter satt sammen av flere stoffer, mange syntetiske, også inkludert betong
Ved er et fast stoff bygget opp av cellulose, hemicellulose og lignin. Bein i skjelett består av kalsiumfosfat.
Metallkrystaller
Metallkrystaller leder varme og elektrisitet avhengig av hvilken type metall og båndteori. Atomene er omgitt av en elektronsky fordelt i krystallet, men er ikke tilknyttet til noe bestemt atom og flyter fritt i krystallstrukturen. Det at de flyter fritt gjør at de også har kinetisk energi og kan derved overføre varme. Sollys kan få elektronene til å vibrere Sølv er en meget god varmeleder og elektrisk leder. I elektrifiseringen av samfunnet blir det stort behov for kobber som inngår i ledninger som leder elektrisitet.
En legering (l. ligare - forene, sammenkoble) er et fast stoff satt sammen av flere grunnstoffer hvor alle er metaller.
Amorfe faste stoffer
Amorfe faststoffer, for eksempel vindusglass eller stearinlys har en uordnet plassering av atomer som ikke danner noe fast mønster. Glass har ikke noe fast smeltepunkt, men hvor det er et transformasjonsintervall hvor det blir gradvis mykere.
Både karbon og svovel finnes i mange allotrope former og polymorfer. Amorf svovel i form av svovelglass eller vitrøs svovel.
Faststofffysikk og materialvitenskap omhandler egenskapene til faste stoffer.