Кристаллизация растворов на примере выращивания кристаллов поваренной соли

Выполнил:

Смородников Денис Викторович

Нерюнгри

• Введение
• 1. Основная часть
• 1.2 Процесс растворения. Насыщенный и ненасыщенный растворы. Кристаллизация. Испарение
• 1.4 О строении кристалла
• 2. Заключение
• 3. Список литературы
• Введение
• Есть в природе вещества, продукты, без которых жизнь человека невозможна. К ним относится соль. Её роль трудно переоценить. Мы каждый день употребляем её вместе с продуктами питания. Она является лечебным средством. Она входит в состав воды, в том числе морской. И так далее. Мы её можем видеть и не видеть. Когда мы берем соль для подсаливания чего-либо, мы её видим. Когда соль попадает в воду, она исчезает. Что же происходит? Я решил изучить некоторые превращения соли, которые, как я выяснил, называются процессами растворения и кристаллизации. Особенно меня заинтересовал вопрос, кристаллизации. Мною была выдвинута гипотеза
• Гипотеза: если создать условия, обеспечивающие кристаллизацию, то можно получить кристаллы поваренной соли и в домашних условиях.
• Цель работы:
• 1.Вырастить кристаллы поваренной соли.
• 2.Познакомиться с условиями кристаллизации поваренной соли.
• В соответствии с поставленными целями были определены следующие задачи.
• Задачи исследования:

1. Провести исследования растворов поваренной соли.

2. Познакомиться с процессом кристаллизации, с понятиями насыщенный и ненасыщенный растворы.

3. Пронаблюдать процесс роста кристаллов поваренной соли.

4. Обобщить полученную информацию о строении кристалла.

Предмет исследования: процесс кристаллизации.

Для решения поставленных задач были использованы следующие методы исследования.

Методы: опыты, наблюдение, изучение научно - популярной литературы по теме, обобщение, обработка информации.

Основные направления работ.

1. Сбор информации.

2. Постановка опытов

3. Наблюдения.

4. Обработка результатов.

5. Описание выполненной работы, выводы.

Моя работа поможет научиться выращивать кристаллы в домашних и лабораторных условиях.

1. Основная часть

поваренная соль кристаллизация раствор

1.1 Опыты по растворению поваренной соли

Опыт 1.

Цель: изучить строение соли путем рассматривания её под лупой.

Оборудование: лупа, щепотка соли.

Ход работы:

Щепотку соли насыпал на блюдце, поднес лупу к соли и увидел мелкие кристаллики.

Вывод: поваренная соль состоит из кристаллов.

Опыт 2.

Цель: проверить, что происходит с кристалликом соли в воде?

Оборудование: лупа, щепотка соли, стакан с водой.

Ход работы:

В стакан с водой я положил щепотку соли, размешал, поднес лупу, увидел, что кристаллы соли уменьшаются и на глазах исчезают.

Вывод: при соприкосновении кристаллов соли с водой, они растворяются.

1.2 Процесс растворения. Насыщенный и ненасыщенный растворы. Кристаллизация. Испарение

Растворение - физико-химический процесс, протекающий между твёрдой и жидкими фазами и характеризующийся переходами твёрдого вещества в раствор.

Насыщенный раствор - раствор, в котором растворённое вещество при данных условиях достигло максимальной концентрации и больше не растворяется.

Ненасыщенный раствор- раствор, в котором концентрация растворённого вещества меньше, чем в насыщенном растворе, и в котором при данных условиях можно растворить ещё некоторое его количество.

Кристаллизация - процесс перехода тела из жидкого состояния в твёрдое, причём оно принимает более или менее правильную геометрическую форму кристалла.

Испарение - физический процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное (пар) с поверхности жидкости.

1.3 Опыты по выращиванию кристаллов

Опыт № 3.

Цель: получить насыщенный раствор поваренной соли.

Оборудование: соль, вода, стакан.

Ход работы:

Приготовил ёмкость-стакан отмерил две части воды и одну часть поваренной соли. Попросил взрослого нагреть мне две части воды. Залил горячей водой одну часть поваренной соли в стеклянный стакан и помешивал до тех пор, пока она не перестала растворяться. В стакане растворилась только часть соли. Дальнейшие добавки соли у меня не растворялись и легли на дно стакана в виде осадка. Когда соль совсем перестала растворяться я слил получившийся раствор в другой стакан, чтобы на дно стакана с раствором не попало ни одной крупинки.

Вывод: я получил насыщенный раствор для опыта.

Опыт № 4.

Цель: выращивание кристаллов.

Оборудование: два стакана: стакан №1 с насыщенным раствором поваренной соли, стакан №2 со слабым (ненасыщенным)раствором поваренной соли, две нитки с кристалликами- «затравками».

Ход работы:

Помещаем в каждый стакан нитки с кристалликами- «затравками и начинаем вести наблюдение.

Дневник наблюдений:

1. Что происходит в стакане № 1, определить пока трудно.

2. В стакане № 2 происходит процесс растворения кристалла - «затравки», так как в стакане находится ненасыщенный раствор соли.

1. В стакане № 1 идет процесс кристаллизации.

2. В стакане № 2 кристалл-«затравка» растворился, то есть закончился процесс растворения.

3. Понижение уровня раствора в стаканах связано с испарением воды.

1. Испарением воды продолжается.

Периоды наблюдений	Описание действий	Полученные результаты
Конец 4-й недели	наблюдение	В стакане № 1 кристаллики увеличиваются. В обоих стаканах уровень воды понижается.
Конец 5-й недели	наблюдение	На нитке в насыщенном растворе кристаллики увеличиваются,появляются новые. Уровень раствора в стаканах понижается. На стенках налёт.
Конец 6-й недели	наблюдение	1.В стакане №1 идёт увеличение размеров кристаллов и их количество. 2.В обоих стаканах уровень воды понижается. На освобождающихся стенках стаканов появился налет.

Выводы: 1. В стакане № 1 идет процесс кристаллизации.

2.В обоих стаканах испарение воды продолжается.

3.В стакане №2 тоже начался процесс кристаллизации, но позднее, когда раствор стал насыщенным, и выразился в образовании налёта на стенках стакана.

1. Стакан № 1. Прошёл процесс кристаллизации, выразившийся в образовании кристалликов на нитке и на стенках стакана.

2. Стакан № 2. Образование кристалликов на стенках стакана.

Общие выводы:

1.Поваренная соль состоит из кристаллов.

2.При соприкосновении кристаллов соли с водой, они растворяются.

3.Быстрее всего кристаллы соли могут образовываться в насыщенном растворе поваренной соли.

4.По мере того как вода испаряется, соль снова образует кристаллы.

5.В домашних условиях можно вырастить кристаллы при необходимых условиях. Условиями образования кристаллов соли в домашних условиях являются:

А) наличие насыщенного солевого раствора;

Б) ниточки с затравкой.

1.4 О строении кристалла

Вырастив кристаллы поваренной соли, я обнаружил под лупой, что они имеют правильную форму в виде кубика, в энциклопедии я нашел рисунок кристалла поваренной соли в виде кристаллической решетки. Правильность геометрической формы дает основание для предположения о правильном расположении частиц, образующих кристалл.

Если частицы, из которых состоит кристалл соединить прямыми линиями, то получится «скелет» кристалла - пространственная кристаллическая решетка. Для поваренной соли она представляет собой кубик с ребром, в её узлах расположены молекулы, которые я еще не знаю.

Сравнение фото и рисунка кристалла.

Можно проверить, а у всех ли кристаллов правильная форма кубика? Но это уже тема другого исследования.

2. Заключение

В результате проведенных исследований я узнал, что выдвинутая мною гипотеза полностью подтверждается: нам удалось вырастить кристаллы поваренной соли и в домашних условиях. Быстрее и легче кристалл растёт тогда, когда в насыщенный раствор помещается кристалл- «затравка».

Кроме того, мне понравился процесс выращивания кристаллов - это очень увлекательное занятие. У меня появилось желание украсить веточку сосны и ели «инеем» из кристаллов поваренной соли, поместив веточку в насыщенный раствор поваренной соли, вместо шерстяной нити, и укрепив кристалл - «затравку на веточке». Вот так любой человек в домашних условиях может подарить близким «чудо».

3. Список литературы

1. Шалаева Г.П. и др. Большая энциклопедия начальной школы. М.: Слово, Эксмо, 2006.

2. Гуревич А.Е. и др. физика и химия: пробный учебник для 5 -6 классов для общеобразовательных учреждений. М.: Просвещение, 1994.

3. «Детский мир от «А»до «Я»:М.Скиф-Алекс,1993.

4. Мои первые научные опыты.ЗАО «Издательство Кристина-новый век»,2003.

Подобные документы

Причины и условия кристаллизации материальных частиц. Теории зарождения и роста идеальных кристаллов в работах Гиббса, Фольмера, Косселя и Странского. Описание точечных, линейных, двухмерных и объемных дефектов. История получения искусственных кристаллов.

реферат , добавлен 18.11.2010


Основные виды кристаллов. Естественный и искусственный рост кристаллов. Выращивание кристаллов как физико-химический процесс, требуемое оборудование. Способы образования кристаллов. Выращивание монокристаллов из расплава, растворов и паровой фазы.

реферат , добавлен 07.06.2013


Промышленный процесс кристаллизации сульфата натрия характерен тем, что его себестоимость намного превышает оптовую цену. Повышение экономичности путем снижения общего расхода электроэнергии и удельных затрат пара на стадии дегидратации глауберовой соли.

контрольная работа , добавлен 17.05.2009


Понятие твёрдых растворов, типы их растворимости. Равновесие раствор-кристалл. Кривая кристаллизации. Смешанные кристаллы и соединения. Расчет и построение линии солидуса для системы GaAs-Sn с использованием основных законов и уравнений термодинамики.

курсовая работа , добавлен 04.06.2013


Приготовление растворов полимеров: процесс растворения полимеров; фильтрование и обезвоздушивание растворов. Стадии производства пленок раствора полимера. Общие требования к пластификаторам. Подготовка раствора к формованию. Образование жидкой пленки.

курсовая работа , добавлен 04.01.2010


Выделение серебра из отработанных фотографических растворов путем электролиза. Метод, сорбирующий ионы серебра из растворов. Химические методы регенерации серебра. Осаждение труднорастворимой соли сульфида серебра. Восстановление серебра металлами.

контрольная работа , добавлен 11.10.2010


Практические аспекты изучения клатратообразования. Влияние фактора растворителя на природу строения сольватов. Методы кристаллизации полиморфов. Получение монокристаллов изученных веществ, определение кристаллографических параметров и сбор данных.

дипломная работа , добавлен 25.06.2015


Изучение понятия выращивания искусственных кристаллов – сложного физико-химического процесса, течение которого зависит от многих самых разнообразных факторов, и в котором четко прослеживается атомная природа вещества. Рост из растворов, из газовой фазы.

презентация , добавлен 13.11.2011


Исследование физических и химических свойств хлорида натрия. Изучение правил техники безопасности при работе в химической лаборатории. Обзор титриметрического определения хлоридов, основанного на реакциях образования осадков малорастворимых соединений.

курсовая работа , добавлен 21.05.2012


Изучение понятия, видов и способов образования кристаллов - твердых тел, в которых атомы расположены закономерно, образуя трехмерно-периодическую пространственную укладку - кристаллическую решетку. Образование кристаллов из расплава, раствора, пара.

1. Соль, которую мы употребляем в пищу, называется поваренной. Соль применяется для сохранения мяса, овощей, грибов и других продуктов, используется для приготовления соды, мыла.

Соль состоит из отдельных твёрдых крупинок. Отбери среди них наиболее крупные и рассмотри через увеличительное стекло. Ты заметишь, что крупинки имеют форму кубиков с гладкой блестящей поверхностью.

Это кристаллы, соли. Они бесцветны и прозрачны, как стекло. Но если сложить в кучу много кристаллов, то соль приобретает белый цвет.

Попробуй соль на вкус. Она солёная.

Добывают поваренную соль из соляных озёр, из морской воды, из недр земли.

На рисунках ты можешь увидеть, как добывали соль раньше и в наше время.

2. В России много соляных озёр. Самые большие озёра - Эльтон и Баскунчак - расположены к северу от Каспийского моря.

Озеро Баскунчак - одно из величайших в мире соляных озёр. Длина его достигает 20 км, а ширина около 10 км. На дне озера лежат огромные запасы соли. Вода в нём очень солёная.

Добыча соли из соляных озёр до революции была тяжела.

Рабочие стояли голыми ногами в воде и выгребали соль лопатами. Солёная вода разъедала кожу. Теперь соль из озёр черпают машинами.

3. Соль встречается и в земле, где она залегает толстыми слоями. Это каменная соль.

Чистая каменная соль прозрачна, бесцветна и напоминает кусок льда. Но часто она окрашена различными примесями в разные цвета.

От удара каменная соль раскалывается на кристаллы - кубики с гладкой блестящей поверхностью.

Каменная соль иногда залегает очень глубоко, а иногда у самой поверхности земли. На юге Урала, близ города Соль-Илецка под поверхностью земли находится огромный пласт каменной соли. Он тянется на 2 км в длину и более чем на 1 км в ширину.

В Донбассе громадный пласт каменной соли лежит на большой глубине.

Вот как описывает один путешественник добычу каменной соли в Донбассе.

«Входим в подъёмную машину. Она быстро спускается, и мы летим вниз на глубину около 120 метров. Здесь машина останавливается.

Выхожу и оглядываюсь. Передо мной ярко освещенный коридор, такой длинный, что конца его не видно. Коридор проложен в пластах каменной соли.

Стены коридора сероватого цвета. Место, где добывают соль, ярко освещено электрической лампой. Здесь работает машина. Электрический мотор вращает стальную трубу с крепкими, острыми зубцами. Врезаясь в соляную стену, труба быстро вырезает кусок соли до одного метра длиной. Этот кусок разбивают на более мелкие и отвозят их к подъемной машине.

Соль, поднятая на поверхность земли, подаётся на мельницу. Здесь соль перемалывается в порошок. Перемолотую соль грузят в вагоны железной дороги и развозят по разным городам.

Полезное в сети

Известно, что из бисера можно сделать своими руками украшения и другие удивительные и очень красивые изделия. Купить бисер можно в интернет-магазине http://greenbird.ru, в котором можно приобрести качественные материалы для бисероплетения: японский бисер, стеклянные бусины из Чехии, хрустальный жемчуг Сваровски и другие товары.

Изучение процессов превращения поваренной соли, выражающихся в растворении и кристаллизации. Понятие насыщенного и ненасыщенного раствора. Приготовление солевых растворов, наблюдение за процессом кристаллизации, информация о строении кристаллов.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Кристаллизация растворов на примере выращивания кристаллов поваренной соли

Выполнил:

Смородников Денис Викторович

Нерюнгри

• Введение
• 1. Основная часть
• 1.2 Процесс растворения. Насыщенный и ненасыщенный растворы. Кристаллизация. Испарение
• 1.4 О строении кристалла
• 2. Заключение
• 3. Список литературы
• Введение
• Есть в природе вещества, продукты, без которых жизнь человека невозможна. К ним относится соль. Её роль трудно переоценить. Мы каждый день употребляем её вместе с продуктами питания. Она является лечебным средством. Она входит в состав воды, в том числе морской. И так далее. Мы её можем видеть и не видеть. Когда мы берем соль для подсаливания чего-либо, мы её видим. Когда соль попадает в воду, она исчезает. Что же происходит? Я решил изучить некоторые превращения соли, которые, как я выяснил, называются процессами растворения и кристаллизации. Особенно меня заинтересовал вопрос, кристаллизации. Мною была выдвинута гипотеза
• Гипотеза: если создать условия, обеспечивающие кристаллизацию, то можно получить кристаллы поваренной соли и в домашних условиях.
• Цель работы:
• 1.Вырастить кристаллы поваренной соли.
• 2.Познакомиться с условиями кристаллизации поваренной соли.
• В соответствии с поставленными целями были определены следующие задачи.
• Задачи исследования:

1. Провести исследования растворов поваренной соли.

2. Познакомиться с процессом кристаллизации, с понятиями насыщенный и ненасыщенный растворы.

3. Пронаблюдать процесс роста кристаллов поваренной соли.

4. Обобщить полученную информацию о строении кристалла.

Предмет исследования: процесс кристаллизации.

Для решения поставленных задач были использованы следующие методы исследования.

Методы: опыты, наблюдение, изучение научно - популярной литературы по теме, обобщение, обработка информации.

Основные направления работ.

1. Сбор информации.

2. Постановка опытов

3. Наблюдения.

4. Обработка результатов.

5. Описание выполненной работы, выводы.

Моя работа поможет научиться выращивать кристаллы в домашних и лабораторных условиях.

1. Основная часть

поваренная соль кристаллизация раствор

1.1 Опыты по растворению поваренной соли

Опыт 1.

Цель: изучить строение соли путем рассматривания её под лупой.

Оборудование: лупа, щепотка соли.

Ход работы:

Щепотку соли насыпал на блюдце, поднес лупу к соли и увидел мелкие кристаллики.

Вывод: поваренная соль состоит из кристаллов.

Опыт 2.

Цель: проверить, что происходит с кристалликом соли в воде?

Оборудование: лупа, щепотка соли, стакан с водой.

Ход работы:

В стакан с водой я положил щепотку соли, размешал, поднес лупу, увидел, что кристаллы соли уменьшаются и на глазах исчезают.

Вывод: при соприкосновении кристаллов соли с водой, они растворяются.

1.2 Процесс растворения. Насыщенный и ненасыщенный растворы. Кристаллизация. Испарение

Растворение - физико-химический процесс, протекающий между твёрдой и жидкими фазами и характеризующийся переходами твёрдого вещества в раствор.

Насыщенный раствор - раствор, в котором растворённое вещество при данных условиях достигло максимальной концентрации и больше не растворяется.

Ненасыщенный раствор- раствор, в котором концентрация растворённого вещества меньше, чем в насыщенном растворе, и в котором при данных условиях можно растворить ещё некоторое его количество.

Кристаллизация - процесс перехода тела из жидкого состояния в твёрдое, причём оно принимает более или менее правильную геометрическую форму кристалла.

Испарение - физический процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное (пар) с поверхности жидкости.

1.3 Опыты по выращиванию кристаллов

Опыт № 3.

Цель: получить насыщенный раствор поваренной соли.

Оборудование: соль, вода, стакан.

Ход работы:

Приготовил ёмкость-стакан отмерил две части воды и одну часть поваренной соли. Попросил взрослого нагреть мне две части воды. Залил горячей водой одну часть поваренной соли в стеклянный стакан и помешивал до тех пор, пока она не перестала растворяться. В стакане растворилась только часть соли. Дальнейшие добавки соли у меня не растворялись и легли на дно стакана в виде осадка. Когда соль совсем перестала растворяться я слил получившийся раствор в другой стакан, чтобы на дно стакана с раствором не попало ни одной крупинки.

Вывод: я получил насыщенный раствор для опыта.

Опыт № 4.

Цель: выращивание кристаллов.

Оборудование: два стакана: стакан №1 с насыщенным раствором поваренной соли, стакан №2 со слабым (ненасыщенным)раствором поваренной соли, две нитки с кристалликами- «затравками».

Ход работы:

Помещаем в каждый стакан нитки с кристалликами- «затравками и начинаем вести наблюдение.

Дневник наблюдений:

1. Что происходит в стакане № 1, определить пока трудно.

2. В стакане № 2 происходит процесс растворения кристалла - «затравки», так как в стакане находится ненасыщенный раствор соли.

1. В стакане № 1 идет процесс кристаллизации.

2. В стакане № 2 кристалл-«затравка» растворился, то есть закончился процесс растворения.

3. Понижение уровня раствора в стаканах связано с испарением воды.

Выводы: 1. В стакане № 1 идет процесс кристаллизации.

1. Испарением воды продолжается.

...

Другие файлы:

Основные виды кристаллов. Естественный и искусственный рост кристаллов. Выращивание кристаллов как физико-химический процесс, требуемое оборудование....

ПредисловиеК теории скоростного выращивания однородных кристалловСкоростное выращивание кристаллов по методу А.А.ШтернбергаСкоростное выращивание крис...

В книге в ясной и сжатой форме обобщается теоретический и экспериментальный материал в области высокотемпературной кристаллизации из расплавов.Рассмат...

Исследование источников и области применения каменной (натриевой) соли – минерала класса хлоридов и осадочной горной породы, слагающейся преимуществен...

Познавательная книга о самом обычном, часто не замечаемом, но нужном каждому продукте- поваренной соли.Когда-то за горсточку соли человека продавали в...

Периоды наблюдений	Описание действий	Полученные результаты
Конец 4-й недели	наблюдение	В стакане № 1 кристаллики увеличиваются. В обоих стаканах уровень воды понижается.
Конец 5-й недели	наблюдение	На нитке в насыщенном растворе кристаллики увеличиваются,появляются новые. Уровень раствора в стаканах понижается. На стенках налёт.
Конец 6-й недели	наблюдение	1.В стакане №1 идёт увеличение размеров кристаллов и их количество. 2.В обоих стаканах уровень воды понижается. На освобождающихся стенках стаканов появился налет.

В МИРЕ КРИСТАЛЛОВ

Начнем с простого опыта. Возьмите четверть стакана воды и сыпьте в него понемногу чи­стую поваренную соль, помешивая ложечкой. Сначала соль хорошо будет растворяться в воде, потом все хуже и хуже, и в конце концов новые порции соли совсем перестанут раство­ряться, сколько бы ни размешивать раствор.

Вылейте раствор соли на блюдце, лучше на металлическое, например на жестяную крышку от банки, и подогрейте на плитке или просто поставьте в теплое место. Вода постепенно начнет испаряться, а на блюдце появятся крупинки соли. Смотрите внимательнее: эти крупинки растут. Вот уже и вся вода испарилась. Рассмотрите-ка оставшиеся кру­пинки соли в лупу. Что удивительного в них? Каждая крупинка - это правильный кубик, ровный, с гранями гладкими и блестящими, как зеркало. Это выросли кристаллы поваренной соли.

Посмотрите в лупу на сахарный песок. Каждая крупинка - это тоже кристаллик с ровными, гладкими гранями, но уже не простые кубики, а кристаллик более сложной формы. В лупу да и простым глазом можно разглядеть, как поблескивают в кусковом сахаре отдельные грани слипшихся вместе многих мелких кри­сталликов - правильных многогранников. Эти кристаллики сахара тоже выросли сами из растворенного или расплавленного сахарно­го сиропа.

Нетрудно вырастить самому и другие кри­сталлы. Синий медный купорос можно достать

Мелкие кристаллики квасцов, выращенные из раствора.

Кристаллы природного флюорита.

в хозяйственном магазине; белые калиевые квасцы - в магазине химикалий. Наверняка найдутся различные вещества в школьной лабо­ратории. Растворите их в горячей воде - столь­ко, сколько сможет раствориться, а потом по­ставьте банку с раствором в холодное, спокой­ное место. На следующий день вы увидите, что в банке выросли кристаллы - красивые ров­ные многогранники. Опустите в такую банку нитку, и кристаллики нарастут на ней. Такими кристаллическими бусами хорошо украсить новогоднюю елку - их гладкие, блестящие гра­ни будут сверкать и переливаться при свете огней.

Такие же правильные многогранные кри­сталлы встречаются часто и в мире камней. Нередко в земле находят камни такой формы, как будто их вырезал, отшлифовал и отполи­ровал искусный мастер. Кристаллы- это камни с природной, т. е. не сделанной рукой человека, правильной, симметричной, много­гранной формой.

Несколько лет назад наши геологи наш­ли глубокую пещеру, свод и стены которой были покрыты огромными голубоватыми кри­сталлами флюорита такой поразительной кра­соты и совершенства, каких не видели до тех пор нигде в мире. Вход во флюоритовый грот находится в отвесной скале над горным озером. Чтобы попасть в него, геологам пришлось ви­сеть на веревках на 200-метровой высоте. Но труд был вознагражден прекрасной карти­ной, открывшейся перед их глазами. Самой за­мечательной была группа кристаллов весом

Взгляните на рис. 1. На нём изображена кристаллическая решётка поваренной соли.

Ионы натрия и хлора, из кото­рых состоит поваренная соль, размещены как бы по углам кубов, соприкасающихся свои­ми гранями. Восемь таких ку­биков образуют элементарную ячейку поваренной соли. Мно­жество элементарных ячеек в совокупности и даёт кристал­лическую решётку.

Один и тот же химический элемент может образовать разные вещества с различными формами кристаллических решёток. Такие вещества, имея одинаковый химический состав, нередко обладают совершенно противоположными свойствами. Так, например, алмаз и графит состоят из атомов углерода, но характер расположения атомов в этих веществах различен. Поэтому они по своим физическим свойствам совсем непохожи друг на друга. Графит мягок, имеет чёрную матовую окраску. Алмаз же прозрачен и так твёрд, что им режут стекло.

Кристаллические тела бывают двух видов. Одни из них, имеющие от природы форму многогранников - ку­бов, пирамид и т. п.,- получили название монокристал­лов (или просто кристаллов). Другие кристаллические тела не имеют многогранной формы, но если рассматри­вать их под микроскопом, то можно заметить, что они со­стоят из множества мел­ких, сросшихся между со­бой монокристалликов. Та кие тела называют поли - кристаллическими.

Большинство горных пород, а также все метал­лы, относятся к поликри - сталлическим телам.

Размеры монокристал­лов бывают различными. У поваренной соли и са­харного песка кристаллы не больше булавочной го­ловки, кристаллы кварца по величине иногда дости­гают человеческого роста (рис. 2).

В природе очень много различных кристалличе­ских веществ. Драгоцен­ный изумруд и обыкновен­ная слюда, огромные глыбы льда и крошечные снежин­ки - все они относятся к миру кристаллов. Лишь очень не­многие твёрдые тела имеют аморфную структуру, но и они с течением времени обычно начинают кристаллизоваться. Так, можно наблюдать помутнение стекла. Это происходит в результате образования в стекле кристалликов.

Если сравнить между собой кристаллы разных ве­ществ, то легко заметить, что их форма различна. Напри­мер, кристалл поваренной соли имеет форму куба (рис. 3, а). Кварц кристаллизуется в виде заострённых на концах шестигранных призм (рис. 3, б). Для сравнения на рис. 3 показаны также кристаллы различных минералов*).

Внешняя форма кристалла зависит от его внутреннего строения - от формы кристаллической решётки и свойств среды, в которой он образуется.

Форма природных кристаллов часто бывает неправиль­ной. Это объясняется тем, что кристаллы развиваются обычно неравномерно, и одни грани вырастают быстрее,

Ф

А другие медленнее. Однако всем кристаллам одного ка­кого-либо вещества присуще общее свойство: независимо от формы углы между одними и теми же гранями в таких кристаллах строго постоянны. Это свойство кристаллов получило название закона постоянства углов. Закон по­стоянства углов - один из важнейших законов науки о кристаллах - кристаллографии, основоположником кото­рой является русский учёный Е. С. Фёдоров.

Как же возникают и развиваются кристаллы? Рассмотрим образование кристаллической решётки по­варенной соли. Из рис. 1 видно, что ионы натрия и хлора в кристаллической решётке расположены по углам ку­бов не произвольно, а чередуясь через один, в строгом шахматном порядке. Такая закономерность расположения ионов не случайна. В природных условиях поваренная
соль кристаллизуется из так называемого маточного рас­сола соляных озёр. В водном растворе частицы натрия и хлора существуют как в виде разрозненных ионов, так и в составе молекул поваренной соли. Каждая такая моле­кула состоит из положительного иона натрия и отрица­тельного иона хлора. Возможны три случая взаимного расположения двух молекул поваренной соли (рис. 4).

Известно, что под воздействием электрических сил раз­ноимённо заряженные тела притягиваются друг к другу, а одноимённо заряженные - взаимно отталкиваются. По­этому в одном случае (рис. 4, а) молекулы отталкиваются,

Рис. 4. Возможные взаимные положения двух молекул поваренной соли.

В другом (рис. 4, б) - притягиваются и в третьем (рис. 4, в) -стремятся повернуться так, чтобы занять устойчивое положение (рис. 4, б).

Вот почему молекулы поваренной соли, а также и раз­розненные ионы хлора и натрия при кристаллизации груп­пируются между собой, располагаясь таким образом, что­бы расстояния между одноимёнными ионами были как можно большими, а между разноимёнными - как можно меньшими, то-есть в шахматном порядке.

Так возникает зародыш кристалла. Постепенно его кристаллическая решётка, образованная чередующимися ионами натрия и хлора, пополняется всё новыми и новыми частицами вещества. Кристалл растёт.

Чтобы представить себе, как происходит рост кри­сталла, вспомните пчелиные соты. Сооружая их, пчёлы отстраивают ячейку за ячейкой, слой за слоем, как это по­казано на рис. 5. Приблизительно так же растёт и кри­сталл. Новые слои вещества откладываются на гранях за­родыша так, что грани передвигаются параллельно самим себе (рис. 6). Если зародыш имел форму куба, то такую
же форму будет иметь и выросший кристалл, при условии, что грани развивались равномерно.

Кристаллы могут образовываться из жидкого, твёрдого и газообразного состояния вещества. Так, снежинки - это кристаллики льда, образовавшиеся из парообразного со­стояния воды. Кристаллизация стекла - пример образо­вания кристаллов из твёр­дого состояния.

Но проще всего получить кристалл из раствора.

Рис. 6. Так передвигаются грани кристалла при его росте.

Растворяя в стакане воды какое-либо растворимое ве­щество, например ту же поваренную соль, легко заметить, что сначала соль растворяется легко и быстро, затем всё медленнее и, наконец, перестаёт растворяться. Следова­тельно, в любом ограниченном объёме воды - в стакане, ведре, бочке и т. д.- можно растворить лишь вттолне определённое количество соли. Чем больше объём воды, тем большее количество соли удаётся растворить в ней. Вся же остальная соль, сколько бы её ни подсыпали в раствор, не растворившись, выпадет на дно сосуда в виде осадка. Раствор, содержащий наибольшее возможное ко­личество растворимого вещества, называется насыщенным. Растворимость соли зависит от температуры. В горя­чей воде можно растворить гораздо больше вещества, чем в холодной.

Проделайте такой опыт. Растворите 200 граммов бе­лых (алюминиевых) квасцов в таком количестве горячей воды, чтобы на дне сосуда оставалось немного осадка. Затем остудите раствор до комнатной температуры. Поскольку растворимость квасцов при понижении темпе­
ратуры уменьшается, количество осадка увеличится. Вылейте полученный насыщенный раствор в какой-либо сосуд с широким дном и низкими стенками, например, в тарелку. Такая форма сосуда необходима для того, чтобы раствор мог свободно испаряться. При испарении количество воды в сосуде будет постепенно уменьшаться, поэтому уже на следующий день на дне тарелки можно обнаружить осадок, состоящий из мелких кристалликов. Выберите из их числа несколько самых крупных, затем слейте раствор в стакан, тщательно промойте тарелку, наполните её тем же раствором и положите на дно ото­бранные кристаллики.

С течением времени кристаллы квасцов достигнут больших размеров; следует лишь ежедневно промывать тарелку и через каждые пять-шесть дней изготавливать свежий раствор.

Такой же опыт можно проделать с хромовыми квас­цами, медным купоросом и другими солями.

Попробуйте нарушить форму выращенных кристал­лов, например, обломайте их уголки, и положите обломок кристалла в раствор. Пройдёт некоторое время, и повреж­дённые места затянутся сами собой,- кристалл примет первоначальную форму. Такое свойство кристаллов на­зывается регенерацией, или самовосстановлением.

Однако, как уже было упомянуто, кристаллы, расту­щие в природных условиях, часто имеют неправильную форму. Иногда кристаллы двух или нескольких веществ срастаются между собой. В толще природного кристалла можно видеть трещины, загрязнения и воздушные пу­зырьки. Все эти дефекты объясняются тем, что в природе никогда не бывает благоприятных условий, которые тре­буются для правильного развития кристаллов.

Если рассматривать через увеличительное стекло кусок какой-нибудь глубинной горной породы, например гра­нита, который состоит из полевого шпата, кварца и слюды, то можно увидеть, что зёрнышки этих веществ представляют собой мельчайшие кристаллики, сросшиеся в одно целое. Почти все они имеют неправильную форму с криволинейными очертаниями. Это объясняется тем, что такие кристаллики развивались одновременно в ограни­ченном объёме и не позволили друг другу занять то место в пространстве, которое они могли занять, если бы росли на свободе.