Zawartość
Kryształy mogą rozwijać się w szerokim zakresie kształtów i rozmiarów, od kryształów widocznych tylko pod mikroskopem, po gigantyczne kryształy powstałe przez tysiące lat w wyspecjalizowanych warunkach. Kryształy rozwijają się w złożonej serii etapów, rozwijając się wokół jądra, zbierając materiał i powiększając się, im dłużej pozostają w środowisku sprzyjającym kryształom.
Zarodkowanie
Wszystkie kryształy powstają w wyniku dwóch procesów, zwanych „zarodkowaniem” i „wzrostem kryształów”, w „przesyconym” ciekłym roztworze (ciecz z czymś w niej rozpuszczonym; na przykład sól). Stanie się to w jaskini, jeśli będzie zalana jednym z tych płynnych roztworów przez co najmniej sto tysięcy lat lub dłużej. Pierwszy krok, zarodkowanie, ma miejsce, gdy grupy cząsteczek unoszących się w roztworze zaczynają się sklejać w stabilnych skupiskach. To, czy klaster cząsteczek stanie się stabilny, zależy od wielu czynników w roztworze, w tym od temperatury i od tego, czy jest „przesycony”.
Przesycenie
Przesycenie występuje, gdy roztwór zawiera więcej materiału rozpuszczającego niż jest w stanie rozpuścić. Na przykład, jeśli będziesz kontynuować mieszanie cukru w filiżance kawy, płyn ostatecznie stanie się „nasycony” i nie będzie w stanie rozpuścić cukru. Przesycenie nastąpiłoby, gdybyś dodał jeszcze więcej cukru, dopóki cząstki nie unosiły się w kawie, nie mogąc się rozpuścić.
Wzrost kryształów
Sposób, w jaki cząsteczki sklejają się podczas zarodkowania, odgrywa rolę w określeniu ostatecznego kształtu kryształu. Wzrost kryształów ma miejsce, gdy stabilne skupiska w roztworze osiągają krytyczny rozmiar (minimalne wymiary, jakie muszą osiągnąć cząsteczki kryształu, aby kontynuować wzrost bez rozpadu). Nukleacja trwa, gdy wzrost kryształów rozwija się poza wielkość krytyczną i jest napędzany przez przesycenie, zapewniając dodatkowe cząsteczki, które przyklejają się do jądra raczkującego kryształu. W zależności od warunków w roztworze, zarodkowanie lub wzrost kryształów może przeważać nad drugim i powodować kryształy różnej wielkości. Wzrost kryształów lub zarodkowanie trwa aż do zakończenia przesycenia lub jaskini całkowicie wyschnie.
Różne rodzaje kryształów
Wiele różnych rodzajów roztworów może wytwarzać różne rodzaje kryształów. Na przykład kryształy soli występują, gdy sól rozpuszcza się w wodzie i suszy, ale inne materiały rozpuszczone w roztworze mają również zdolność tworzenia kryształów. Gal i halit to inne materiały, o których wiadomo, że krystalizują.
Tworzenie własnych kryształów
Możesz łatwo tworzyć kryształy soli w domu, dodając sól do wrzącej wody, aż stanie się przesycona. Użyj kawałka tektury, aby pomóc w tworzeniu kryształów; robi to, zapewniając cząsteczkom soli miejsce do zarodkowania. Umieść przesycony roztwór soli z kartonem na słońcu, aż wyschnie. Umożliwi to tworzenie się małych kryształów.