前面已经指出，最初人们把具有规则多面体形态的固体称作晶体。但实际上，大多数天然晶体并非完全是非常规则的多面体形态。即使是同一物质，也会呈现各种形态的多面体。比如氯化钠的外形可以是立方体、八面体，也可以是立方体和八面体的混合体（图2.3）。石英也有各种外形（图2.4）。在研究晶体的初期，学者们还不知道这是什么原因造成的。我们今天已经知道这主要是由于生长条件或环境等因素造成的。

图2.3　氯化钠晶体的不同外形（引自方俊兴，1980）

图2.4　石英晶体的不同外形（引自方俊兴，1980）

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图2.5　晶面a、b的法线夹角α与晶面夹角β（引自赵珊茸，2004）

晶体形态的千变万化使人们很难准确鉴定晶体矿物，这给人们认识晶体的本质带来了困难。到了1669年，在研究了石英和赤铁矿晶体后，Steno预言同种矿物各个晶体的大小、形态虽然不同，但它们对应晶体表面间的夹角是不变的。如图2.4所示，石英外形的a、b面间的夹角总是141°47′；b、c面间的夹角总是120°00′；a、c面间的夹角总是113°08′。如果所有晶体的表面角都如此恒定的话，那晶面的相对大小、形状就显得不那么重要了，而重要的是晶面的相对位置。这时，我们就可以用晶面的法线取向来表示晶面方位，即用法线间的夹角来表征晶面间的夹角。如图2.5所示，晶面法线的夹角α称为面角，β称为晶面夹角。

虽然Steno在17世纪就预言了晶面夹角的恒定性，但把它上升为定律还得归功于后来晶体测量技术的进步，以及18世纪的法国学者Rome de l'Isle（1736—1790年）。Rome de l'Isle利用晶体测量技术，经过二十余年的晶体测角工作，确定了晶体面角恒定现象的普遍性，建立了面角恒定规律，实现了Steno的预言。Rome de l'Isle把这些规律归纳为面角守恒定律（law of constancy of angle），该定律指出：在相同温度和压力下，成分和构造相同的所有晶体，它们对应晶面间的面角恒等。

这一定律的发现，对晶体学、矿物学有着深远意义。它把纷繁复杂的晶体外形恢复到了理想状态。它的确立使人们从千变万化的实际晶体中找到了晶体外形所固有的规律，为后来晶体宏观对称性的研究奠定了基础。该定律也为晶体内部结构的探索提供了有益启发。由于在同温同压下，成分和构造相同的所有晶体对应晶面的面角不变，所以矿物学家把在未知晶体上所测的角度和已知资料中的晶体所测角度做对比，以此来鉴定未知晶体属于何种矿物。在X射线等方法出现前，这种方法在矿物鉴定方面还是有一定效果的。

但是近代晶体结构的研究表明：由于晶体在生长过程中，晶面受到环境影响，产生各种缺陷；或晶体生长经过无数次溶解、再生等原因，即使在相同温度和压力下，化学组成和内部结构相同的晶体，它们对应晶面的面角也可能不等。但这种偏差及其微小，往往不及1°。这种微小偏差只有通过精确测量才会发现。Steno和Rome de l'Isle时期的晶体测量精度没有现在高，所以发现不了这个偏差。总之，面角守恒是相对的，它在一定精度范围内还是有效的。