Съдържание
Кристалите могат да се развиват в огромна гама от форми и размери, от кристали, видими само под микроскоп, до извисяващи се гигантски кристали, образувани в продължение на хиляди години в специализирани условия. Кристалите се развиват през сложна серия от етапи, развиват се около ядро, събират материал и стават по-големи, колкото по-дълго остават в кристално-благоприятна среда.
Образуването
Всички кристали се образуват в резултат на два процеса, наречени "нуклеиране" и "растеж на кристали", в "пренаситен" течен разтвор (течност с нещо, разтворено в него; например сол). Това ще се случи в пещера, ако бъде залят с един от тези течни разтвори за сто и повече хиляди години. Първата стъпка, ядреното, се случва, когато групи молекули, плаващи в разтвор, започват да се слепват в стабилни клъстери. Дали клъстерът от молекули става стабилен зависи от много фактори в разтвора, включително температура и дали е „пренаситен“.
суперсатурация
Пренасищането се получава, когато разтворът съдържа повече от разтварящия се материал, отколкото може да се разтвори. Например, ако продължите да бъркате захар в чаша кафе, течността в крайна сметка ще стане "наситена" и няма да може да разтвори повече захар. Пренасищане ще възникне, ако добавите още захар, докато частиците не плуват в кафето, които не могат да бъдат разтворени.
Кристален растеж
Начинът, по който молекулите се слепват по време на нуклеирането, играе роля при определянето на евентуалната форма на кристала. Растежът на кристали възниква, когато стабилните клъстери в разтвора постигнат критичен размер (минималните размери, които кристалните молекули трябва да достигнат, за да продължат растежа, без да се разпадат). Нуклеацията продължава, докато растежът на кристали се развива извън критичните размери и се задвижва от свръхнасищане, осигурявайки допълнителни молекули да се придържат към ядрото на новоизлюпения кристал. В зависимост от условията в разтвора, нуклеацията или растежът на кристали може да преобладава над другия и да доведат до кристали с различен размер. Растежът или кристализирането на кристалите продължава, докато прекрати пренасищането или пещерата изсъхне напълно.
Различни видове кристали
Много различни видове разтвори имат способността да произвеждат различни видове кристали. Например, кристалите на солта възникват, когато солта се разтваря във вода и се суши, но други материали, разтворени в разтвор, също имат способността да образуват кристали. Галият и халитът са други материали, за които е известно, че кристализират.
Създаване на собствени кристали
Можете лесно да образувате солни кристали у дома, като добавите сол във вряща вода, докато тя не стане пренаситена. Използвайте парче картон, за да помогнете на кристалите да се образуват; това прави, като осигурява на солните молекули място за нуклеиране. Поставете свръхнаситения солен разтвор с картона на слънце, докато изсъхне. Това ще позволи да се образуват малки кристали.