De locatie van de atomen van een element in een verbinding kan worden gedefinieerd in termen van hun posities binnen het molecuul of kristalrooster. Hier zijn enkele veelgebruikte manieren om de locatie van atomen te specificeren:

1. Moleculaire structuur :In een molecuul worden de posities van atomen bepaald door hun chemische binding en de geometrie van het molecuul. De ruimtelijke rangschikking van atomen is belangrijk bij het bepalen van de vorm, eigenschappen en chemisch gedrag van het molecuul. In een watermolecuul (H2O) bevinden de twee waterstofatomen zich bijvoorbeeld aan weerszijden van het zuurstofatoom, waardoor een gebogen moleculaire structuur ontstaat.

2. Kristalstructuur :In een kristallijne vaste stof, zoals een metaal of een zout, zijn de atomen gerangschikt in een zich herhalend, geordend patroon dat een kristalrooster wordt genoemd. De locatie van atomen in een kristalstructuur wordt bepaald door de krachten tussen de atomen en de symmetrie van het kristal. Veel voorkomende kristalstructuren omvatten kubieke, hexagonale en tetragonale structuren, elk met specifieke rangschikkingen van atomen.

3. Atoomcoördinaten :In de kristallografie en structurele chemie kunnen de exacte posities van atomen worden beschreven met behulp van atoomcoördinaten. Deze coördinaten specificeren de locatie van elk atoom binnen een eenheidscel, de zich herhalende structurele eenheid van het kristal. Atoomcoördinaten worden uitgedrukt in termen van fractionele posities langs de kristallografische assen (x, y, z).

4. Bravais-roosters :Bravais-roosters zijn de fundamentele bouwstenen van kristalstructuren. Ze vertegenwoordigen de rangschikking van roosterpunten in een kristal, waarbij elk roosterpunt de locatie van een atoom of een molecuul vertegenwoordigt. Er zijn 14 verschillende Bravais-roosters in drie dimensies, elk met zijn karakteristieke opstelling van roosterpunten.

5. Krystallografische vlakken en richtingen :Kristallografische vlakken en richtingen worden gebruikt om de oriëntatie en rangschikking van atomen in een kristal te beschrijven. Vlakken worden gedefinieerd door een reeks Miller-indices (h, k, l) die de snijpunten van het vlak met de kristallografische assen aangeven, terwijl richtingen worden weergegeven door een vector met Miller-indices [uvw].

6. Atoomorbitalen :In de kwantummechanica en de atoomfysica wordt de locatie van elektronen in een atoom beschreven door atomaire orbitalen. Deze orbitalen zijn wiskundige functies die de waarschijnlijkheid weergeven van het vinden van een elektron in een bepaald gebied rond de kern. Verschillende atomaire orbitalen hebben verschillende vormen en oriëntaties, zoals s-, p-, d- en f-orbitalen, die de elektronenverdeling in atomen beschrijven.

Deze beschrijvingen bieden een raamwerk voor het begrijpen van de rangschikking en locatie van atomen in verschillende chemische systemen, van moleculen tot kristallen en atomen.