결정화학(結晶化學, 영어: crystal chemistry)은 결정을 구성하는 화학적 원리와 고체의 구조-특성 관계를 연구하는 학문 분야이다. 화학, 물리학, 결정학, 지구과학(광물학)의 경계에 걸쳐 있으며, 결정성 물질의 화학적 조성, 원자 배열(결정 구조), 결합 유형 간의 관계를 다룬다.
이 학문은 결정 및 유리 구조의 조립을 지배하는 원리를 설명하고, 기술적으로 중요한 여러 결정 구조(예: 아연 블렌드, 알루미나, 석영, 페로브스카이트)의 모델을 연구한다. 또한 결정 구조가 물질의 다양한 물리적·화학적 특성에 미치는 영향을 분석한다.
결정화학의 주요 연구 목표는 다음과 같다.
- 중요한 원재료 및 광물을 식별하고 그 이름과 화학식을 확립한다.
- 중요한 물질의 결정 구조를 원자 수준에서 기술한다.
- 결정 및 유리 화학의 계통 분류를 정립한다.
- 물리화학적 성질이 결정 구조 및 미세 구조와 어떤 관계를 가지는지 이해한다.
- 이러한 개념의 공학적 중요성과 응용 가능성을 연구한다.
역사적으로 결정 구조와 화학 조성의 관계는 1926년 V. M. 골드슈미트(Goldschmidt)에 의해 체계적으로 정립되었으며, 이후 L. 폴링(Pauling)의 기여로 크게 발전하였다. 결정화학은 고체물리학, 무기화학, 재료공학, 광물학 등 여러 분야의 기초 학문으로 활용되며, X선 회절 분석(XRD) 등을 통한 결정 구조 해석과 밀접하게 연관되어 있다.
결정화학은 널리 인정된 학문 분야로, 관련 내용은 위키백과 및 학술 백과사전(예: Encyclopedia of Geochemistry) 등에서 확인할 수 있다.
