Sadržaj
Kristali se mogu razvijati u širokom rasponu oblika i veličina, od kristala koji su vidljivi samo pod mikroskopom do vrhunskih divovskih kristala formiranih tijekom tisuća godina u specijaliziranim uvjetima. Kristali se razvijaju kroz složeni niz faza, razvijajući se oko jezgre, skupljajući materijal i povećavajući se što duže ostaju u okruženju koje pogoduje kristalima.
nukleacije
Svi kristali nastaju kao rezultat dva procesa, nazvanih "nukleacija" i "rast kristala", u "zasićenoj" tekućoj otopini (tekućina s nečim otopljenim u njoj; na primjer, sol). To će se dogoditi u špilji ako bude preplavljeno jednom od ovih tekućih otopina kroz stotine tisuća godina ili više. Prvi korak, nukleacija, događa se kada se skupine molekula koje plutaju u otopini počinju lijepiti u stabilne grozdove. Hoće li nakupina molekula postati stabilna, ovisi o mnogim čimbenicima unutar otopine, uključujući temperaturu i je li "prenasićeno".
supersaturacija
Presušivanje se događa kada otopina sadrži više materijala koji se otapa, nego što se može otopiti. Na primjer, ako nastavite sa miješanjem šećera u šalicu kave, tekućina će s vremenom postati "zasićena" i više ne može otopiti šećer. Prezasićenje će se dogoditi ako dodate još šećera sve dok čestice ne lebde u kavi, ne mogući da se otope.
Kristalni rast
Način na koji se molekule spajaju tijekom nukleacije igra ulogu u definiranju mogućeg oblika kristala. Rast kristala nastaje kada stabilni klasteri u otopini postignu kritičnu veličinu (minimalne dimenzije koje kristalne molekule moraju dostići da nastave rast bez raspada). Nukleacija se nastavlja dok se rast kristala razvija izvan kritične veličine i pokreće prenasičenost, osiguravajući dodatne molekule da se prilijepe za jezgru novoga kristala. Ovisno o uvjetima unutar otopine, nukleacija ili rast kristala može prevladavati nad drugim i rezultirati kristalima različite veličine. Rast ili nukliranje kristala nastavlja se sve dok se ne prekine zasićenje ili se špilja potpuno ne osuši.
Različite vrste kristala
Mnoge različite vrste otopina imaju mogućnost proizvodnje različitih vrsta kristala. Na primjer, kristali soli nastaju kada se sol otopi u vodi i osuši, ali i drugi materijali otopljeni u otopini također imaju sposobnost stvaranja kristala. Galij i halit su drugi materijali za koje se zna da kristaliziraju.
Izrada vlastitih kristala
Lako možete formirati kristale soli kod kuće dodavanjem soli u kipuću vodu dok ne postane prenasićena. Upotrijebite komad kartona da pomognete obliku kristala; to čini pružajući molekulama soli mjesto za nukleaciju. Stavite prenasićenu otopinu soli s kartonom na sunce dok se ne osuši. To će omogućiti stvaranje malih kristala.