Innehåll
Kristaller kan utvecklas i ett stort antal olika former och storlekar, från kristaller som är synliga endast under ett mikroskop till höga jättekristaller som bildats under tusentals år under specialiserade förhållanden. Kristaller utvecklas genom en komplex serie etapper, utvecklas runt en kärna, samlar material och blir större ju längre de blir kvar i en kristallrörande miljö.
kärn~~POS=TRUNC
Alla kristaller bildas som ett resultat av två processer, kallade "kärnbildning" och "kristaltillväxt", i en "övermättad" vätskelösning (en vätska med något löst i det, till exempel salt). Detta kommer att inträffa i en grotta om den översvämmas med en av dessa flytande lösningar så länge som hundra tusen år eller mer. Det första steget, kärnbildning, inträffar när grupper av molekyler som flyter i en lösning börjar hålla sig samman i stabila kluster. Huruvida ett kluster av molekyler blir stabilt beror på många faktorer i lösningen, inklusive temperatur och om den är "övermättad."
mättnad
Övermättnad inträffar när lösningen innehåller mer av det upplösta materialet än det kan lösa upp. Om du till exempel fortsätter att omröra socker i en kopp kaffe, så blir vätskan så småningom "mättad" och kan inte lösa upp mer socker. Övermättnad skulle inträffa om du lägger till mer socker tills partiklar flyter i kaffet och inte kunde lösas.
Crystal Growth
Hur molekylerna fastnar ihop under kärnbildning spelar en roll för att definiera kristallens eventuella form. Kristalltillväxt inträffar när stabila kluster i lösningen uppnår kritisk storlek (de minsta dimensioner som kristallmolekylerna måste uppnå för att fortsätta växa utan att sönderdelas). Kärnbildning fortsätter när kristalltillväxten utvecklas utöver kritisk storlek och drivs av övermättnad, vilket tillhandahåller ytterligare molekyler för att hålla sig vid kärnan i den växande kristallen. Beroende på förhållandena i lösningen kan kärnbildning eller kristalltillväxt vara dominerande över den andra och resultera i kristaller av olika storlek. Kristalltillväxt eller kärnbildning fortsätter tills övermättnad är avslutad eller grottan torkar helt.
Olika typer av kristall
Många olika typer av lösningar har förmågan att producera olika typer av kristall. Exempelvis uppstår saltkristaller när salt upplöses i vatten och torkas, men andra material löst i en lösning har också förmågan att bilda kristaller. Gallium och halit är andra material som är kända för att kristallisera.
Gör dina egna kristaller
Du kan enkelt bilda saltkristaller hemma genom att tillsätta salt i kokande vatten tills det blir övermättat. Använd en kartong för att hjälpa kristallerna att formas; det gör det genom att ge saltmolekylerna en plats att kärnan. Placera den övermättade saltlösningen med kartongen i solen tills den torkar. Detta gör att små kristaller bildas.