1. 3. Як кристали ростуть з розчинів

Візьміть склянку гарячої води і всипте в нього синій порошок мідного купоросу. Цей досвід можна виконати з будь-яким іншим кристалічним розством, розчинним у воді гіпосульфітом, содою, борною кислотою, галуном, англійською сіллю. Якщо ви дістанете не порошок, а крупні кристали, то спочатку потовчіть їх в порошок. У склянку гарячої води всипте стільки порошку, скільки зможе розчинитися.Помішуйте воду, так порошок буде розчинятися швидше. Коли порошок зовсім перестане розчинятися і почне осідати на дно, злийте утворився розчин в іншій стакан так, щоб на дно склянки з розчином не потрапило жодної крупинки порошку.Для цього профільтруйт розчин через фільтрувальний папір або через чисту ганчірочку. В отриманому розчині кількість речовини як раз відповідає його розчининності при даній температурі.Розчин «наситився» і більше він не може поглинути ні крупинки речовини. Такий розчин називається насиченим. Тепер залиште склянку з розчином і дайте йому охолонути. При охолодженні розчинність майже всіх речовин зменшується.Поки розчин був гарячим, у склянці води було розчинено, скажімо, 12 ложок речовини, тоді як при кімнатній температурі в ньому могло б розчинитися лише 10 ложок Цієї речовини. Таким чином, тепер в розчині виявилася зайва речовина. Інакше кажучи, при високій температурі розчин був насиченим, а охолонувши, він став пересиченим. Такий пересичений розчин не може довго існувати, тому зайве речовина виділяється з розчину і осідає на дно склянки. Розгляньте в лупу, і ви побачите, що цей осад складається з кристалів. Розчинена речовина кристалізується з пере-сищенних розчинів тому, що його виявляється в розчині занадто багато - більше, ніж розчин може утримати в собі. Якщо у вас вдома єтільки велика сіль, ви можете перекристалізовати її в дрібну столову сіль. Розчиніть сіль у воді,профільтруйте розчин через фільтрувальний бумагу або чисту ганчірку і випарте цей розчин на повільному вогні. З розчину осядуть дуже дрібні кристалики. Явище пересичення розчинів відкрив в 1803 р. член Російської Академії наук Товій Єгорович 'Ловіц (1757-1804). Ловіц вказав, що якщо розчин охолоджується в чистій закритій посудині і якщо при цьому немає тряски, поштовхів, то розчин може деякий час, залишатися пересиченим, не кристалізуючись. Але лише тільки в рідині виникає хоча б мікроскопічно маленький кристалик, розчин вже не може зберігатися пересиченим. Почнеться зростання кристалів, який буде йти до тих пір, поки все зайве речовина не випаде у вигляді кристалів і розчин знову не стане насиченим. У природних умовах, у відкритих водоймах, пересичений розчин не може зберігатися без кристалізації.

1. 4. Як кристали ростуть з розплавів

Якщо нагріти кристал до температури плавлення, то він почне плавитися.Охолодити до температури плавлення, рідкий розплав почне кристалізуватися. Нагрійте чистий лід при атмосферному тиску до 0 ° С - він розтане,тобто розплавиться і перетворитьсяу воду. Навпаки, охолодіть чисту воду до 0 ° С - вона замерзне, перетвориться на кристали льоду. При нагріванні до нуля градусів розсипається лад часток, руйнується кристалічна структура льоду. А при охолодженні до нуля градусів безпосередньо частинки починають збиратися правильним строєм: серед хаосу виникають зародкі кристалічної структури. Значить, температура плавлення кристалів даної речовини є в той же час і температурою кристалізації його розплаву.

У масі застигаючого розплаву утворюється відразу багато кристалічних зародків.Всі вони одночасно виростають в маленькі кристали. Поки ці кристалики зовсім малі, вони ростуть вільно, кожен - правильним багатогранником. Але, збільшуючись, кристали зустрічаються і починають заважати один одному. Як тільки два зростаючих кристала зустрінуться один з одним, зростання обох кристалів в цьому місці припиняється, адже жоден з них не може відсунутися. З інших же сторін - там, де кристали ще не зіткнулися з сусідами - вони продовжують рости. Так виходить, що кристал виростає в одну сторону більше, ніж в іншу: утворюються не правильні багатогранники.Або ж, врешті-решт, після запеклої «боротьби» виживають окремі кристалики.Назва самої разповсюдженою,всім відомої гірської породи, граніту,проходить від латинського слова «Гранум», тобто «Зерно». У граніті легко розрізнити простим оком зерна димчастого або безбарвного кварцу, рожевого, сірого, бузкового польового шпату, блискучі лусочки слюди.

Так само застигає розплавлений метал. Заводський метал теж є полікристал, тобто складається з багатьох монокристалічних зерен.Серед цих зерен не зустрічаєтьсяправильних,симетричних багатограників форми всіх кристалічних зерен металу зазвичай абсолютнонеправильні. Характерною властивістю кристалів є їх багатогранна форма, тому, що якби це ж саме кристалічне зерно росло не в тісноті, а так, щоб йому ніщо не заважало, то воно неодмінно набуло б форму правильного багатогранника. Крива, не багатогранна форма - це не звичайна, а вимушена форма кристала, йому довелося прийняти її тому, що не було ні місця, ні матеріалу для утворення цієї вільно форми, властивоївсім кристалам, зростаючим без перешкоди. Дайте цьому кристалу рости вільноі перед вами знову виникне правильний симетричний багатогранник.