Как образуются кристаллы?
В то время, когда испаряется («высыхает») соленая вода в кастрюле либо сладкий чай в стакане, на стенках кастрюли либо па дне стакана остается белый налет. В лупу возможно рассмотреть в нем небольшие блестящие кристаллики соли либо сахара.
В случае, если медлительно испарять раствор квасцов либо бронзового купороса, то через пара дней из раствора вырастут большие кристаллы.
Нетрудно сделать опыт выращивания кристаллов из расплава. Насыпьте в стеклянную колбу белого порошка водного гипосульфита натрия (фиксажа), что возможно приобрести в магазине фотографических принадлежностей. С опаской нагрейте колбу. Гипосульфит расплавится и превратится в жидкость. Заткните колбу ватой и скоро остудите ее под струей холодной воды. Если не трясти колбу, гипосульфит будет остывать, не кристаллизуясь. В то время, когда он совсем остынет, киньте в колбу крупинку жёсткого гипосульфита. Эта крупинка начнет расти, от нее растянутся иголки, лучи, лепестки; такие же иглы, пластинки, звезды, многогранники появятся и в других местах колбы. Они будут расти во все стороны, сталкиваться между собой, и через пара мин. вся жидкость затвердеет. многогранники и Эти звёздочки — кристаллы гипосульфита, выросшие из расплава.
Узорная шестилучевая звездочка снежинки поражает собственной симметрией.
Кристаллы смогут появиться и из пара. В морозном воздухе пар, что выдыхает человек, оседает белыми хлопьями. Они представляют собой скопления небольших кристаллов снега либо льда, появившихся и выросших на морозе из пара. Иней — это также закристаллизовавшиеся пары воды. Облака, каковые мы видим на небе, — это скопление водяных капель либо кристалликов снега; а снежные кристаллики вырастают или из этих капель, или из водяных паров, содержащихся в воздухе.
Обледенение самолетов в арктических полетах — это также процесс роста кристаллов. В холодных верхних слоях воздуха водяные пары смогут продолжительно сберигаться, не кристаллизуясь, но только лишь в эти пары врежется летящий самолет, как на данный момент же начнется стремительный рост ледяных кристаллов, и в пара мин. самолет окажется облепленным грудой кристаллов льда.
Скорость роста кристалла по различным направлениям разна, так же как разны все другие свойства кристалла. В этом легко убедиться на опыте. В случае, если обломать у кристалла все углы, обточить грани либо выточить из кристалла шарик и поместить его в остывающий раствор либо расплав того же вещества, кристалл начнет расти. Если бы скорость роста кристалла не зависела от направления, то шарик, вырастая, увеличивал бы собственный количество, не изменяя формы. Он так же, как и прежде оставался бы шариком. Но опыт говорит о том, что это не верно. На растущем кристаллическом шарике появляются маленькие плоские пятнышки — ровные площадки граней; в одних направлениях кристалл растет, в других он может растворяться. Понемногу возрастая, расширяясь, грани видятся между собой, и в итоге целый шар превратится в многогранник; наряду с этим различные грани растут с различной скоростью, по какой причине и появляются разные формы кристаллов.
Так, кристалл, лишенный собственной многогранной формы, не теряет свойстве самоограняться. Многогранная форма кристалла зависит от того, что кристалл растет неравномерно, с разной скоростью по различным направлениям.
Итак, кристаллы растут. И превосходно, что они постоянно растут в виде верных симметричных многогранников, в случае, если лишь им нет ничего, что мешает при росте. Как же растут кристаллы в природе?
В глубинах отечественной планеты находится магма, т. е. сложный раствор-расплав множества разных веществ, дающий при остывании различные минералы с разным кристаллическим строением.
Отчего же из однородной магмы получаются различные минералы? Каждое вещество затвердевает либо плавится при определенной температуре. К примеру, если вы станете нагревать кристалл льда, то до 0° кристалл остается неизменным. Но когда температура достигает 0°, кристалл внезапно намнет плавиться, причем, сколько бы мы ни грели дальше, температура льда не будет увеличиваться, пока целый кристалл не расплавится. Только в то время, когда целый кристалл превратится в воду, температура воды начнет увеличиваться. В случае, если же мы будем охлаждать воду, то совершенно верно при 0° жидкость закристаллизуется, и ее температура будет неизменной, пока вся вода не превратится н лед, по окончании чего температура опять начнет падать.
Кроме этого и любое кристаллическое вещество плавится и кристаллизуется при строго определенной температуре, характерной для него, к примеру для кварца 1713° и т. д.
У некристаллических тел нет постоянной температуры плавления (а следовательно, и температуры кристаллизации), при нагревании они размягчаются понемногу. В стекле уже и до нагревания все атомы расположены непоследовательно. При охлаждении расплавленное стекло делается все более вязким и застывает понемногу.
Кристалл кварца в Минералогическом музее Академии наук СССР.
Кристаллическое же вещество затвердевает сходу при определенной температуре кристаллизации.
В то время, когда в глубинах почвы магма понемногу застывает, химические вещества, составляющие ее, затвердевают не все сходу, а поочередно, в силу того, что температура кристаллизации их разна. Исходя из этого магма распадается на разнородные, практически в любое время складывающиеся из кристаллов минералы.
Мы говорили, что кристаллы постоянно растут в виде верных многогранников, в случае, если лишь им нет ничего, что мешает при росте. Но так как в случае, если довольно много кристаллов растет совместно, то, возрастая, они начинают сталкиваться, теснить друг друга. В случае, если кристалл столкнулся с соседним кристаллом, дальше в эту сторону он уже расти не имеет возможности, а в другие стороны он еще будет расти, пока ему снова не встретится помеха. В следствии кристалл вырастает в одни стороны больше, чем в другие: получаются неправильные многогранники, бесформенные зерна. Вот по какой причине в горных породах либо в жёстких металлах кристаллические «зерна» в большинстве случаев имеют неправильные очертания. Отдельные кристаллики отлично видны в микроскоп а также несложным глазом, но верных многогранников среди них мало, а чаще и совсем нет.
Но отчего же мы все-таки говорим, что характерным свойством кристаллов есть их многогранная форма?
По причине того, что если бы это же самое кристаллическое зерно росло не в тесноте, а так, дабы ему нет ничего, что мешало, то оно приняло бы форму верного многогранника. Неверная форма — это вынужденная форма кристалла. Кристаллу не удалось вырасти многогранным по причине того, что соседние кристаллы мешали ему расти вольно.
Кристаллы, растущие в трещинах и больших пустотах в почве, не теснят друг друга: именно там образуются прекрасные огромные Многогранники горного хрусталя, берилла, полевых шпатов и других минералов. В таких «хрустальных погребах» Северного Урала отысканы, к примеру, кристаллы горного хрусталя идеально верной формы весом до 500 кГ. А летом 1945 г. на Волыни был отыскан кристалл кварца весом около 10 Т. Его протяженность 2,7 м, ширина 1,5 м.
В музее Горного университета в Ленинграде хранится кристалл горного хрусталя высотой практически в метр; он продолжительное время являлся тумбой у ворот одного из домов г. Свердловска. В Алтайском крае был отыскан кристалл берилла длиной в 1,3 ж.
Озера и моря — это природные лаборатории, в которых происходит рост кристаллов из растворов. Южный Урал, Донбасс, Западная Сибирь, Закавказье, Средняя Азия изобилуют соляными озерами, в воде которых растворено множество солей. Летом, в то время, когда под лучами палящего солнца вода озер скоро испаряется, из раствора начинают выделяться кристаллы соли, совсем так же, как оседает соляная накипь на стенках и дне кастрюли.
Эти кристаллы плавают на поверхности озера, отлагаются на берегах, оседают на дне. Так методом кристаллизации из раствора появляются месторождения солей.