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Eine Leerstelle (englisch vacancy) ist in der Kristallographie ein Platz in der regelmäßigen Anordnung von Atomen, Ionen oder Molekülen im Kristallgitter, der unbesetzt ist. Leerstellen entstehen bei der Kristallbildung selbst, werden aber auch durch nachträgliche Beeinflussungen des Kristalls beispielsweise durch Temperaturänderungen, Radioaktivität oder andere Strahlungsarten verursacht.
Durch die Leerstelle wird die perfekte Translationssymmetrie im Kristall gebrochen. Leerstellen gehören deshalb zu den Kristalldefekten (Gitterfehler). Genauer gesagt handelt es sich um Punktdefekte, weil nur punktuelle Veränderungen im Kristall auftreten (im Gegensatz zu Versetzungen, Korngrenzen und Stapelfehlern).
Da Ionenkristalle zur Ladungsneutralität gezwungen sind, kann es hier nicht zu einem Einzeldefekt kommen. Stattdessen können Leerstellen in Ionenkristallen durch Schottky-Defekte oder Frenkel-Defekte entstehen.