相邻原子间以共价键结合而形成的空间网状结构的晶体，如：金刚石、晶体硅、碳化硅、二氧化硅等。凡靠共价键结合而成的晶体统称为原子晶体。例如金刚石晶体，是以一个碳原子为中心，通过共价键连接4个碳原子，形成正四面体的空间结构，每个碳环有6个碳原子组成，所有的C－C键键长为1.55×10-10米，键角为109°28′，键能也都相等，金刚石是典型的原子晶体，熔点高达3550℃，是自然界硬度最大的单质。原子晶体中，组成晶体的微粒是原子，原子间的相互作用是共价键，共价键结合牢固，原子晶体的熔、沸点高，硬度大，不溶于一般的溶剂，多数原子晶体为绝缘体，有些如硅、锗等是优良的半导体材料[1]。原子晶体中不存在分子，用化学式表示物质的组成，单质的化学式直接用元素符号表示，两种以上元素组成的原子晶体，按各原子数目的最简比写化学式。常见的原子晶体是周期系第ⅣA族元素的一些单质和某些化合物，例如金刚石、硅晶体、SiO2、SiC、B等。对不同的原子晶体，组成晶体的原子半径越小，共价键的键长越短，即共价键越牢固，晶体的熔，沸点越高，例如金刚石、碳化硅、硅晶体的熔沸点依次降低。 且原子晶体的熔沸点一般要比分子晶体和离子晶体高。
原子晶体熔沸点高低规律
一般键长越短，熔沸点越高。例如：金刚石（C—C） > 二氧化硅（Si—O） > 碳化硅（Si—C） > 晶体硅（Si—Si）
