Conţinut
Cristalele se pot dezvolta într-o gamă vastă de forme și dimensiuni, de la cristale vizibile numai la microscop până la cristale gigantice formate de-a lungul a mii de ani în condiții specializate. Cristalele se dezvoltă printr-o serie complexă de etape, dezvoltându-se în jurul unui nucleu, adunând materialul și crescând mai mult cu cât rămân într-un mediu propice cristalului.
Nucleată
Toate cristalele se formează ca urmare a două procese, numite „nucleare” și „creșterea cristalelor”, într-o soluție lichidă „suprasaturată” (un lichid cu ceva dizolvat în el; de exemplu, sare). Acest lucru se va produce într-o peșteră dacă este inundat cu una dintre aceste soluții lichide pentru o sută de mii de ani sau mai mult. Primul pas, nuclearea, are loc atunci când grupuri de molecule care plutesc într-o soluție încep să se lipească împreună în grupuri stabile. Dacă un grup de molecule devine stabil depinde de mulți factori din soluție, inclusiv temperatura și dacă este „suprasaturată”.
suprasaturație
Supersaturarea apare atunci când soluția conține mai mult material dizolvabil decât poate dizolva. De exemplu, dacă continuați să agitați zahărul într-o ceașcă de cafea, lichidul va deveni în cele din urmă „saturat” și nu va mai putea dizolva zahărul. Supersaturarea ar avea loc dacă adăugați încă mai mult zahăr până când particulele pluteau în cafea, neputând fi dizolvate.
Creșterea cristalului
Modul în care moleculele se lipesc în timpul nucleării joacă un rol în definirea formei eventuale a cristalului. Creșterea cristalului se produce atunci când grupurile stabile din soluție ating dimensiuni critice (dimensiunile minime pe care trebuie să le atingă moleculele de cristal pentru a continua creșterea fără a se dezintegra). Nuclearea continuă pe măsură ce creșterea cristalelor se dezvoltă dincolo de dimensiunea critică și este determinată de suprasaturare, oferind molecule suplimentare care să se lipească de nucleul cristalului în curs de dezvoltare. În funcție de condițiile din soluție, nuclearea sau creșterea cristalelor pot fi predominante față de cealaltă și pot rezulta în cristale de dimensiuni diferite. Creșterea sau nuclearea cristalelor continuă până când supersaturarea este încheiată sau peștera se usucă complet.
Diferite tipuri de cristal
Multe tipuri diferite de soluții au capacitatea de a produce diferite tipuri de cristal. De exemplu, cristalele de sare apar atunci când sarea este dizolvată în apă și uscată, dar și alte materiale dizolvate într-o soluție au capacitatea de a forma cristale. Galiul și halitul sunt alte materiale cunoscute pentru a cristaliza.
Crearea propriilor cristale
Puteți forma cu ușurință cristale de sare acasă adăugând sare în apă clocotită până când devine suprasaturată. Folosiți o bucată de carton pentru a ajuta la formarea cristalelor; o face prin furnizarea moleculelor de sare cu un loc unde să se nucleeze. Puneți soluția de sare suprasaturată cu cartonul la soare până se usucă. Acest lucru va permite formarea de cristale mici.