Περιεχόμενο
- Πυρήνωση
- Υπερύθροιση
- Κρυσταλλική ανάπτυξη
- Διαφορετικοί τύποι κρυστάλλου
- Δημιουργώντας τα δικά σας κρύσταλλα
Οι κρύσταλλοι μπορούν να αναπτυχθούν σε ένα ευρύ φάσμα σχημάτων και μεγεθών, από κρυστάλλους ορατούς μόνο κάτω από μικροσκόπιο σε πανύψηλους γιγάντιους κρυστάλλους που σχηματίζονται για χιλιάδες χρόνια σε εξειδικευμένες συνθήκες. Οι κρύσταλλοι αναπτύσσονται μέσω μιας σύνθετης σειράς σταδίων, αναπτύσσονται γύρω από έναν πυρήνα, συλλέγοντας υλικό και αυξάνοντάς τες μεγαλύτερα όσο παραμένουν σε ένα περιβάλλον που οδηγεί σε κρυστάλλους.
Πυρήνωση
Όλοι οι κρύσταλλοι σχηματίζονται ως αποτέλεσμα δύο διεργασιών, που ονομάζονται "πυρήνωση" και "κρυσταλλική ανάπτυξη", σε ένα "υπέρκορα" υγρό διάλυμα (ένα υγρό με κάτι που διαλύεται σε αυτό, για παράδειγμα αλάτι). Αυτό θα συμβεί σε μια σπηλιά, εάν πλημμυρίσει με μία από αυτές τις υγρές λύσεις για χρονικό διάστημα εκατό χιλιάδων ετών ή περισσότερο. Το πρώτο βήμα, πυρήνωση, συμβαίνει όταν ομάδες μορίων που επιπλέουν σε ένα διάλυμα αρχίζουν να κολλάνε μαζί σε σταθερές συστάδες. Το αν ένα σύμπλεγμα μορίων καθίσταται σταθερό εξαρτάται από πολλούς παράγοντες εντός της λύσης, συμπεριλαμβανομένης της θερμοκρασίας και εάν είναι "υπερκορεσμένο".
Υπερύθροιση
Ο υπερκορεσμός εμφανίζεται όταν το διάλυμα περιέχει περισσότερο από το διαλυτικό υλικό από ό, τι μπορεί να διαλυθεί. Για παράδειγμα, αν συνεχίσετε να ανακατεύετε τη ζάχαρη σε ένα φλιτζάνι καφέ, το υγρό τελικά θα γίνει "κορεσμένο" και δεν θα μπορέσει να διαλύσει περισσότερη ζάχαρη. Ο υπερκορεσμός θα συνέβαινε εάν προσθέσατε ακόμα περισσότερη ζάχαρη έως ότου τα σωματίδια επιπλέουν στον καφέ, ανίκανα να διαλυθούν.
Κρυσταλλική ανάπτυξη
Ο τρόπος με τον οποίο τα μόρια συγκολλούνται κατά τη διάρκεια της πυρήνωσης παίζει ένα ρόλο στον ορισμό του τελικού σχήματος του κρυστάλλου. Η ανάπτυξη κρυστάλλων συμβαίνει όταν οι σταθερές συστάδες στο διάλυμα επιτυγχάνουν κρίσιμο μέγεθος (οι ελάχιστες διαστάσεις που πρέπει να φτάσουν τα μόρια των κρυστάλλων για να συνεχίσουν την ανάπτυξη χωρίς να αποσυντεθούν). Ο πυρήνας συνεχίζεται καθώς η ανάπτυξη των κρυστάλλων αναπτύσσεται πέρα από το κρίσιμο μέγεθος και οδηγείται από υπερκορεσμό, παρέχοντας πρόσθετα μόρια για να κολλήσουν στον πυρήνα του νεοσύστατου κρυστάλλου. Ανάλογα με τις συνθήκες εντός της λύσης, η πυρήνωση ή η ανάπτυξη κρυστάλλων μπορεί να κυριαρχήσει πάνω από την άλλη και να οδηγήσει σε κρυστάλλους διαφορετικού μεγέθους. Η ανάπτυξη του κρυστάλλου ή η δημιουργία πυρήνων συνεχίζεται μέχρις ότου τελειώσει ο υπερκορεσμός ή σκουπίζει πλήρως το σπήλαιο.
Διαφορετικοί τύποι κρυστάλλου
Πολλοί διαφορετικοί τύποι λύσεων έχουν την ικανότητα να παράγουν διαφορετικούς τύπους κρυστάλλων. Για παράδειγμα, οι κρύσταλλοι αλάτων εμφανίζονται όταν το αλάτι διαλύεται σε νερό και ξηραίνεται, αλλά άλλα υλικά που διαλύονται σε ένα διάλυμα έχουν την ικανότητα να σχηματίζουν και κρυστάλλους. Το γάλλιο και το halite είναι άλλα υλικά που είναι γνωστό ότι κρυσταλλώνουν.
Δημιουργώντας τα δικά σας κρύσταλλα
Μπορείτε εύκολα να σχηματίσετε κρυστάλλους αλατιού στο σπίτι προσθέτοντας αλάτι στο βραστό νερό μέχρι να γίνει υπερκορεσμένο. Χρησιμοποιήστε ένα κομμάτι χαρτονιού για να βοηθήσετε τους κρυστάλλους να σχηματίσουν. το κάνει αυτό με την παροχή των μορίων του αλατιού με ένα μέρος για την πυρήνωση. Τοποθετήστε το υπέρυθρο διάλυμα αλατιού με το χαρτόνι στον ήλιο μέχρι να στεγνώσει. Αυτό θα επιτρέψει τη δημιουργία μικρών κρυστάλλων.