Розташування атомів у кристалі — кристалічна ґратка — може набувати безлічі геометричних форм. Ми опишемо спочатку найпростіші ґратки, характерні для більшості металів та інертних газів у твердому стані. Це кубічні ґратки, які можуть бути двох видів: об'ємноцентрована кубічна (фіг. 30.4, а) і гранецентрована кубічна (фіг. 30.4, б). Звісно, на малюнках показано тільки один «куб» ґратки; ви повинні подумки уявити, що все це повторюється в трьох вимірах до нескінченності. Для простоти на малюнку показано тільки «центри» атомів. У справжніх кристалах атоми радше схожі на кульки, що дотикаються одна одної. Темні й світлі кульки на наведених малюнках можуть, узагалі кажучи, означати або різні, або однакові сорти атомів. Так, залізо має об'ємноцентровану кубічну ґратку за низьких температур і гранецентровану кубічну ґратку за вищих температур. Фізичні властивості цих двох кристалічних форм цілком різні.
Але як виникають такі форми? Уявіть, що вам треба якнайщільніше упакувати атоми — кульки. Можна було б почати з шару, де кульки укладені в «гексагональній щільній упаковці», як показано на фіг. 30.5, а. Потім можна побудувати другий шар на кшталт першого, але змістивши його в горизонтальному напрямку, як показано на фіг. 30.5, б. А потім можна накласти й третій шар. Ось тут — увага! Третій шар можна накласти двома різними способами. Якщо ви почнете класти третій шар, розміщуючи атом у точку A на фіг. 30.5, б, то кожен атом у третьому шарі опиниться прямо над атомом першого нижнього шару. Якщо ж почати класти третій шар, розміщуючи атом у точку B, то атоми третього шару будуть розташовані якраз над центрами трикутників, утворених трьома атомами нижнього шару. Будь-яка інша початкова точка еквівалентна A або B, тож існує лише два способи розміщення третього шару.
Якщо третій шар має атом у точці B, кристалічна ґратка буде гранецентрованою кубічною, але видно це під деяким кутом. Кумедно, що, почавши з шестикутників, можна прийти до кубічної структури. Але зверніть увагу, що куб, який розглядають під певним кутом, має обриси шестикутника. Наприклад, фіг. 30.6 може зображати або плоский шестикутник, або куб у перспективі!Якщо до фіг. 30.5, б додається третій шар, починаючи з атома в точці A, то кубічної структури не виникає і ґратка матиме лише гексагональну симетрію. Зрозуміло, що обидві описані нами можливості дають однакову щільну упаковку. Деякі метали (наприклад, срібло і мідь) обирають першу альтернативу — ґратка в них гранецентрована кубічна. Інші ж (наприклад, берилій і магній) надають перевагу другій можливості й утворюють гексагональні кристали. Очевидно, поява тієї чи іншої ґратки не може залежати тільки від способу упаковки маленьких кульок, а повинна ще визначатися й іншими факторами. Зокрема, виявляється істотною невелика кутова залежність міжатомних сил (або в разі металів — від енергії електронного океану). Усі ці речі ви безумовно дізнаєтеся з курсу хімії.