КРИ­СТАЛОХІ́МІЯ — наука про взаємозвʼязок між хімічним складом, кри­сталічною структурою та властивостями речовин. Кри­сталохімія тісно повʼяза­на із кристалографією. На під­ставі хімічного складу речовини, із за­­стосуван­ням дифракційних методів аналізу (рентґено­структурних, ней­троно-, електроно­графічних) чи за результатами спектро­скопічних досліджень Кри­сталохімія до­зволяє ви­значити кри­сталічну структуру, по­­вʼяза­ти її з електрон­ною будовою атомів і на цій основі пояснити фізичні та хімічні властивості матеріа­лу. Як наслідок, Кри­сталохімія уможливлює ство­ре­н­ня наукових засад вибору речо­вин для роз­робки нових матеріалів із необхідними для практичного за­стосува­н­ня властивос­тями. Серед основних зав­дань — ви­значен­ня кри­сталічної структури сполук, типу хімічного звʼязку між струк­турними одиницями; створе­н­ня наукового під­­­ґрунтя для ідентифікації фаз у природних і синтетичних ма­теріалах, встановле­н­ня їхнього хімічного складу; систематизація кри­­сталічних речовин, що є пере­думо­вою перед­баче­н­ня нових структур; виведе­н­ня взаємозвʼязків між кри­сталічною структурою, мікро­­структу­рою і фізичними та хімічними властивостями. Предметом ви­вче­н­ня Кри­сталохімії є елементи симетрії, сингонії, точкові та просторові групи, типи ґраток Бра­ве (основні поня­т­тя кри­стало­графії); радіуси атомів та іонів, довжини звʼязків, тип хімічного звʼяз­ку; про­гнозува­н­ня крис­талічної та аморфної будови (правила Полін­ґа, Захаріасена); фазові пере­ходи, діа­грами стану; взає­мо­звʼязок структура–властивості (принципи Не­ймана та Кюрі); неідеальні структури (дефектні, модульовані, композитні; квазікри­стали).

Основним поня­т­тям Кри­сталохімії є кри­сталічна структура (реальне роз­ташува­н­ня структурних одиниць у просторі), яка складається з мотиву та ґратки, і їй притаман­ні дальній порядок і симетрія. Просторова ґратка — сукупність вузлів (математичних точок), які у кри­сталі в будь-якому на­­прямі утворюють ряди з однаковими проміжками. Найменший паралелепіпед, за допомогою якого побудована просторова ґратка та повністю без порожнин за­­повнений про­стір, називають елементарною коміркою. Вузлами просторової ґратки обирають атоми, іони або молекули (струк­турні одиниці кри­стала). Для опису кри­сталічної структури вказують її симетрію (просторову групу симетрії), параметри еле­­ментарної комірки (довжину ребер a, b, c та кути α, β, γ) і координати атомів у комірці (x, y, z), що до­зволяє роз­рахувати між­атом­ні від­стані та валентні кути. Таку модель кри­сталічної структури на­­зивають статичною. Для повнішої інформації необхідні ві­домості про амплітуди коливань атомів (динамічна модель), а також про роз­поділ електрон­ної густини у між­ʼ­ядерному просторі. Основні екс­периментальні методи Кри­сталохімії — дифракційні: рентґенівський структурний аналіз, нейтроно­графія, електроно­­графія. Рентґенівський структурний ана­ліз — найпоширеніший та найроз­виненіший інструмент Кри­сталохімії, завдяки якому отримують роз­поділ електрон­ної густини у кри­сталі. У нейтроно­графії аналогічно на основі амплітуд ядерного роз­сіюва­н­ня ви­значають роз­поділ ядерної густини у комірці. В електроно­графії ви­значають роз­­поділ електро­статичного потенціалу (сумарного — ядер і електронів). Цими методами досліджують метали і сплави, тверді про­сті речовини–неметали, мінера­ли, неорганічні та органічні сполуки, білки, нуклеїнові кислоти, віруси, а також полімери, аморфні матеріали, рідини, гази.

Зароджен­ню Кри­сталохімії як науки пере­­ду­вав роз­виток кри­сталогра­фії: встановлено закономірності внутрішньої будови кри­сталів (Р.-Ж. Аюї, О. Браве). 1883 В. Барлоу на основі уявлень про найщільніші упаковки атомів перед­бачив 3 най­простіші кри­сталічні структури — NaCl, CsCl, ZnS (сфалерит). Найважливішим досягнен­ням кінця 19 ст. стало виведе­н­ня просторових груп симетрії, здій­снене 1891 Є. Федоровим та А.-М. Шенфлісом. Як наука Кри­сталохімія сфор­мувалася не­вдовзі після від­­кри­т­тя М.-Т.-Ф. фон Лауе (1912) ди­­фракції рентґенівського промі­н­ня, яка швидко стала потужним методом ви­вче­н­ня внутрішньої будови твердих речовин — рентґенівським структурним аналізом. 1913 В.-Ґ. (батько) та В.-Л. (син) Бреґ­ґи ви­вчали кри­сталічні структури багатьох металів, галогенідів, оксидів, сульфідів, алмазу. Перше знач­­не досягне­н­ня теоретичної Кри­сталохімії — роз­рахунок енергії іон­них кри­сталів, про­­ведений 1918 М. Борном і А. Лан­­де. 1926–27 створено системи кри­­ста­лохімічних іон­них та атомних радіусів (В.-М. Ґольдшмідт, Л. Полінґ).

На основі концепції іон­них радіусів В.-М. Ґольдшмідт пояснив явища ізоморфізму, морфотропії та поліморфізму. 1939 Л. Полінґ сформулював основні принципи будови іон­них кри­сталів, поня­т­тя атомних орбіталей і гібридизації, роз­винув теорію найщільнішої упаковки атомів у кри­сталах. У подальші роки Кри­сталохімію окремих класів сполук роз­вивали видатні вчені В. Юм-Ро­зері, Ф. Лавес, Е. Цинтль, Е. Парте, В.-Г. Захаріазен, які є засновни­ками різних напрямів неорганічної Кри­сталохімії, а також Ф. Крік і Дж. Ватсон (Кри­сталохімія білків та нуклеїнових кислот), М. Бєлов (Кри­сталохімія силікатів, загальної Кри­сталохімії), Г. Бокий та М. Порай-Кошиць (загальної Кри­сталохімії), О. Китайгородський, Ю. Стручков (органічної Кри­сталохімії). В Украї­ні значний внесок у роз­виток Кри­сталохімії комплексних сполук зробили київські вчені А. Голуб та В. Скопенко. Світове ви­зна­н­ня має львівська кри­сталохімічна наукова школа, основою досягнень якої є Кри­сталохімія інтерметалічних сполук, а засновниками — Є. Гладишевський та П. Кри­пʼя­кевич. Окрім Львівського університету, Кри­сталохімію ви­вчають на кафедрах неорганічної хімії За­порізького, Харківського, Черкаського та Чернівецького університетів.