Найпоширенішим станом усіх існуючих речовин Землі і Космосу є кристалічний стан. Що це таке? На які типи підрозділюються кристали? Як можна виростити кристал у домашніх умовах, читайте в статті.
Визначення
Кристал - це тіло твердої консистенції багатогранної форми. Його виникнення - результат розташування частинок: атомів, молекул, іонів у певному порядку. Їх завданням є утворення рядів, плоских сіток і просторових решіток.
Багатогранні кристали можуть бути:
- у вигляді кубиків - пірити;
- призм із загостреними кінцями - гірський кришталь;
- дванадцятигранників - гранат;
- восьмигранників - залізна руда (магнетит);
- дорогоцінного каміння - алмази, топази, рубіни та інші.
Розміри цих утворень бувають досить великі.
Кристал - це тіло, вершина якого повинна відповідати атому, іону, молекулі. Ребро, відповідно, - кожному ряду частинок, а межа - сітці. Якщо у багато разів збільшити реальні кристали, то видно, що вершина, ребро і межа складаються з безлічі частинок, рядів, сіток, які розташовуються паралельно.
Які бувають кристали?
Фахівці виявили різні типи кристалів:
- Ідеальні - це абстрактна модель, що володіє правильною формою, повною симетрією і рівними гранями. Іншими словами, поняття ідеального кристала включає в себе повний набір кращих властивостей і якостей, якими він характеризується.
- Реальні кристали - це дійсно існуючі в природі тіла, у яких внутрішня структура може мати дефекти, небездоганними бувають грані, а симетрія і зовсім знижена. Але реальний кристал, незважаючи на всі недоліки, наділений головною властивістю, що робить його кристалом, - розташуванням частинок в закономірному порядку.
Вирощування кристала з солі
З солі можна виростити кристали і в домашніх умовах. Для цього знадобиться сіль, скляна ємність, нитка, олівець, вода. Отже, як виростити кристал солі?
- У склянку з водою сіль всипають порціями і ретельно перемішують, поки вона не розчиниться повністю.
- Рідину ставлять на вогонь і прогрівають до 90 ° С. Воду доводять до кипіння, але не кип 'ятять. Розчин охолоджують і проціжують - у ньому не повинно бути осаду.
- Потім нитку прив 'язують до олівця, а до неї - кристалік солі або ґудзик, який попередньо потрібно занурити в соляний розчин і висушити.
- Кінчик нитки з прив 'язаною наживкою опускають в ємність з розчиненою сіллю так, щоб він не торкався дна і стінок.
- Ємність накривають чистою серветкою і поміщають у тепле місце. Температура повинна бути постійною.
Час, протягом якого буде рости кристал, різний. Воно залежить від його бажаної величини.
Просторова кристалічна решітка
Якщо замість частинок - іонів і атомів - поставити крапки, то будова кристала являє собою простір, який заповнений точками, розташованими в закономірному порядку. Якщо їх з 'єднати лініями, можна з' єднати просторову решітку, що складається з таких елементів:
- вузлів, якими називаються точки розміщення частинок кристала;
- рядків, представлених сукупністю вузлів, які через однакові відстані періодично повторюються (вузли лежать уздовж прямих ліній);
- проміжків, якими називається відстань від одного до іншого рівнозначного вузла (ці проміжки мізерно малі);
- плоскої сітки, що є вузлами і рядами, які розташовуються в єдиній площині.
Види кристалічних решіток
Решітки бувають різними. Це залежить від того, яка природа частинок кристала і зв 'язок між ними. Види кристалічні решітки бувають:
- Іонні - вузли решіток містять іони, які бувають позитивними і негативними. Між собою вони пов 'язані взаємодією, яка називається електростатичною. Іони бувають простими і складними. У вузлах хлориду натрію вони прості, а сульфата калію - складні. У таких кристалах іони пов 'язані між собою міцно, а речовини відрізняються твердістю, тугоплавкістю, вони нелетучі і розчинні у воді.
- Металеві - такі решітки у своєму складі мають позитивні іони, вільні електрони та атоми металів. Ґрати утворюються такими речовинами, які характеризуються металевим зв 'язком. Вони властиві простим металам і їх сплавам. Метали, як правило, мають різну температуру плавлення, але всі без винятку володіють металевим блиском, пластичністю, ковкістю і хорошою електро- і теплопровідністю.
- Атомні - для вузлів характерна наявність окремих атомів, з 'єднаних між собою так званими ковалентними зв' язками. Ґрати такого типу мають алмаз, графіт, кварц, пісок, гірський кришталь тощо. Ці речовини міцні і тверді, володіють високою температурою плавлення і кипіння.
- Молекулярні - це решітки, вузли яких містять молекули, пов 'язані між собою слабкою взаємодією, званою міжмолекулярною, хоча атоми в молекулах з' єднані міцно. Кристали з молекулярною кристалічною решіткою володіють маленькою твердістю і міцністю, низькою температурою плавлення, а також кипіння. Багатьом молекулярним речовинам властиво рідкий і газоподібний стан, вони летючі і можуть мати запах. До речовин з таким зв 'язком відноситься вода, аміак, нафталін, кислоти, глюкоза, цукор тощо.
Причини зміни форми природних кристалів
Свою форму кристали змінюють з різних причин. Однією з них є порушення умов, в яких вони утворюються. Так, якщо магма буде застигати повільно, то у зерен кварцу будуть неправильні, криволінійні контури. Інший приклад, коли корінні породи руйнуються, їхні уламки зносяться водою. Тому часто в пісках виявляються кристали таких порід, як кварц, магнетит, гранат.
Форма таких недорозвинених кристалів потворна, їх межі уламані. Кристал - це геометрично правильна форма, яка поширюється не тільки на поверхню кристала, але і на внутрішню його будову. Між частинками тут є відстань, вони не заповнюють весь простір, тобто їх розташування має певний порядок, притаманний тільки даній речовині.
Цікава інформація про кристали
На території колишнього Радянського Союзу 1958 року вчені знайшли кристал кварцу гігантського розміру. Його довжина становила 7,5 м, ширина - 1,5 м і маса - 70 т. Траплялися кристали берилу масою 18 т і довжиною 5 м. Хоча під час знахідок частіше зустрічаються кристаліки мікроскопічних розмірів.
У східній частині Оренбурзької області пощастило знайти гірський кришталь, кристал якого мав довжину 170 см, ширину - 80 см, масу - 784 кг. Його іронічно назвали "Малюткою". Зараз цей кристал розташований біля входу в Уральський музей геології в місті Єкатеринбурзі.