Den magiske verden av krystaller. Kreativt arbeid om krystaller Interessante fakta om krystaller for barn

Opprinnelig ble krystaller kalt bergkrystall - gjennomsiktig kvarts, upåklagelig i sin kalde skjønnhet. I tidligere tider, da forskere ennå ikke kunne forklare årsaken og prinsippet for deres dannelse, ble krystaller kreditert med alle slags magiske egenskaper, noe som fremgår av en rekke legender og historier som nevner magiske krystaller som kan helbrede syke eller vise fremtiden. Moderne krystallfysikk har fjernet all denne romantiske tåken som lenge har dekket krystaller, og har gitt en klar definisjon av hva en krystall er fra et vitenskapelig synspunkt.

Krystall - hva er det

Krystall er et fast stoff naturlig opprinnelse eller dannet under laboratorieforhold, med formen av et vanlig polyeder. Den riktige formen til en krystall er basert på dens indre struktur - partiklene av stoffet som utgjør krystallen (molekyler, atomer og ioner) er plassert i den i et visst mønster og danner et periodisk repeterende tredimensjonalt romlig arrangement, ellers kalt et "krystallgitter".

Typer og typer krystaller

Forskere som studerer krystaller skiller mellom konsepter som "ideell krystall" og "ekte krystall."

Perfekt krystall

En ideell krystall er en slags abstrakt matematisk modell av en krystall, der den er tildelt en helt korrekt form som tilsvarer dens krystallgitter, komplette symmetri og perfekt rette kanter. Enkelt sagt er en ideell krystall en krystall med et komplett sett av alle kvaliteter, egenskaper og egenskaper som ligger i en gitt type krystall.

Ekte krystall

En ekte krystall er en som faktisk eksisterer. I motsetning til den ideelle har den noen defekter i den indre strukturen, kantene er ikke perfekte, og symmetrien er redusert. Men til tross for alle disse manglene, beholder en ekte krystall hovedegenskapen som gjør den til en krystall - partiklene i den er ordnet i en vanlig rekkefølge.

Opprinnelsen til krystaller

Naturlige krystaller oppstår og vokser i dypet av jorden i lang tid under forhold med ultrahøye temperaturer og enormt trykk.
Folk har lært å dyrke kunstige krystaller ikke bare i laboratorier, men til og med hjemme. Forresten, du kan lære hvordan du dyrker en saltkrystall selv fra en løsning av vanlig bordsalt fra artikkelen vår.

Stoffer som danner krystaller

Krystaller er ikke bare diamanter, ametyster, smaragder, safirer og andre edel- og halvedelstener, slik noen av oss er vant til å tro. I tillegg til disse mest kjente og vakre krystallene er det mange andre stoffer i naturen som har en krystallinsk struktur. Det vanligste stoffet som har evnen til å danne krystaller er vanlig vann. Selv barn vet hvordan vannkrystaller ser ut - is og snøflak er godt kjent for alle.

All-russisk Internett-olympiade for skolebarn, studenter, hovedfagsstudenter og unge forskere innen nanosystemer, nanomaterialer og nanoteknologi "Nanoteknologi - et gjennombrudd inn i fremtiden!"

GBOU Lyceum nr. 1575, Moskva

Kreativt arbeid
Om krystaller
Arbeidet ble utført av studenter ved GBOU Lyceum 1575, Moskva:

Logvinova Sofia, 8. klasse

Arbeidsleder:

Choporova Zhanna Vladislavovna, fysikklærer, leder for avdelingen for naturvitenskap ved Lyceum 1575,

Lærer: Olga Usovich, Moskva statsuniversitet

merknad
Om krystaller
Målet med arbeidet: studere hva en naturlig krystall er, dens egenskaper, dyrke krystaller fra ammoniummonofosfat.
Relevans: Krystaller har lenge tiltrukket seg oppmerksomheten til mennesker med sin skjønnhet, vanlige form og mystikk. Disse kroppene omgir oss hele livet, fordi de inkluderer is, snø, snøflak og mange edelstener og halvedelstener, samt faste stoffer, der atomene er ordnet regelmessig, og danner et krystallgitter. Selv en så berømt vitenskapsmann som Lomonosov viste interesse for krystaller: "... Nysgjerrighet alene motiverer en til å kjenne innsiden av den russiske underjordiske naturen og, etter å ha beskrevet den for den generelle utviklingen av vitenskapen, vise den til det vitenskapelige rådet."

Oppgaver: 1.Finn informasjon om hva en krystall og et mineral er

2. Samle en samling av sand

3. Snakk om hva sand er

4. Gjennomfør eksperimenter med krystalldyrking

Resultater:

Vi lærte at krystaller husker vekstens historie
Vi dyrket krystaller fra ammoniumfosfat, samt krystaller på papp på grunn av kapillærvekst
Laget en minisamling av sand

diamant og grafitt nanodiamant 7

3. Egenskaper til krystaller. 8

5. Teoretisk del: "krystall vokser." 12

Dannet krystaller: 13

Bibliografi. 15

«Nesten hele verden er krystallinsk.

Verden styres av krystall og dens faste stoffer,

enkle lover"

Akademiker Fersman A.E.

Introduksjon.

2.1 Typer krystaller.

Avhengig av deres struktur er krystaller delt inn i ioniske, kovalente, molekylære og metalliske.

Ioniske krystaller er bygget av alternerende kationer (et positivt ladet ion) og anioner (et negativt ladet ion) som holdes inne i en bestemt rekkefølge krefter av elektrostatisk tiltrekning og frastøting. Ioniske krystaller danner de fleste salter av uorganiske og organiske syrer, oksider, hydroksyder og salter. I kovalente krystaller (de kalles også atom), ved nodene til krystallgitteret er det atomer, identiske eller forskjellige, som er forbundet med kovalente (dannet av overlappende par valenselektronskyer) bindinger. Disse forbindelsene er sterke og rettet i visse vinkler. Et typisk eksempel er diamant; i sin krystall er hvert karbonatom koblet til fire andre atomer som befinner seg ved hjørnene til tetraederet.

Molekylære krystaller er bygget av isolerte molekyler som relativt svake tiltrekningskrefter virker mellom. Som et resultat har slike krystaller mye lavere smelte- og kokepunkter, og deres hardhet er lav. Fra uorganiske forbindelser molekylære krystaller danner mange ikke-metaller (edle gasser, hydrogen, nitrogen, hvitt fosfor, oksygen, svovel, halogener), forbindelser hvis molekyler kun dannes kovalente bindinger. Denne typen krystall er også karakteristisk for nesten alle organiske forbindelser.

Metallkrystaller danner rene metaller og deres legeringer. Slike krystaller kan sees på ødelagte metaller, så vel som på overflaten av galvanisert plate. Krystallgitteret til metaller er dannet av kationer som er bundet av mobile elektroner ("elektrongass"). Denne strukturen bestemmer den elektriske ledningsevnen, formbarheten og høy reflektivitet (glans) til krystaller.

Det er nødvendig å skille den ideelle og ekte krystallen.

2.2 Den perfekte krystallen.

Det er faktisk et matematisk objekt som har fullstendig, iboende symmetri, idealiserte glatte, glatte kanter.

2.3 Ekte krystall.

Den inneholder alltid ulike defekter i gitterets indre struktur, forvrengninger og uregelmessigheter på ansiktene og har en redusert symmetri av polyederet på grunn av de spesifikke vekstforholdene, heterogeniteten til fôringsmediet, skader og deformasjoner. En ekte krystall har ikke nødvendigvis krystallografiske ansikter og en regelmessig form, men den beholder sin hovedegenskap - den vanlige plasseringen av atomer i krystallgitteret.

For å visuelt representere slike strukturer, brukes krystallgitter, ved nodene som sentrene til atomer eller molekyler (eller ioner) til et stoff er lokalisert. Minimumsstørrelsen gitterelement kalles en enhetscelle. Hele krystallgitteret kan bygges ved parallell overføring av enhetscellen i visse retninger.

Krystaller, som er veldig viktig, husk historien deres, deres «fødested».
Krystaller dannes:

I øyeblikket for dannelse av et stoff som et resultat av en kjemisk reaksjon

Når et vannmolekyl tilsettes et saltmolekyl

Når et oppløst stoff utfelles fra en løsning

Under overgangen av gassformig eller flytende stoff inn i det faste
Når krystaller vokser, er atomer ordnet i en bestemt rekkefølge. På dette tidspunktet oppstår en ytre påvirkning (temperatur, trykkendringer). På grunn av dette oppstår dislokasjoner, på grunn av hvilke atomene er ordnet i en annen rekkefølge. Det viser seg at ved å se på dislokasjonen kan du forstå hvor denne krystallen kommer fra, hvordan den ble dannet, og hva som skjer i nærheten. for eksempel kan snøflak ikke være det samme, fordi det ikke kan være helt identiske dannelsesforhold, urenheter, men de har alle en sekskantet form, siden de har en lignende grunnleggende sammensetning og forholdene er også begrenset (temperatur under 0, etc.) .
Diamant, grafitt og nanodiamant er et eksempel på at krystaller med ulike egenskaper ikke nødvendigvis består av ulike stoffer. Disse stoffene er identiske i sammensetning og de skiller seg bare i strukturen til krystallgitteret. Nanodiamanter har blitt oppdaget i naturen i kratere dannet av meteorittnedslag. Nanodiamanter brukes til å lage nanoelektroniske elementer.

diamant og grafitt nanodiamant

nanodiamant

Til
krystallgitter av diamant og grafitt

Egenskaper til krystaller.

Selv om ekte krystaller som finnes i livene våre ikke har magiske egenskaper, har de ikke mindre interessante egenskaper, for eksempel:

3.1 Symmetri.

Regularitet av atomstruktur (en krystall kan kombineres med seg selv gjennom symmetritransformasjoner). I naturen er det bare 230 forskjellige romgrupper, som dekker alle mulige krystallstrukturer (dette ble etablert av den russiske forskeren E.S. Fedorov)

3.2 Anisotropi.

Anisotropi er forskjellen i egenskapene til krystaller i forskjellige retninger. Anisotropi er karakteristisk egenskap krystallinske legemer. I dette tilfellet manifesterer egenskapen til anisotropi i sin enkleste form seg bare i enkeltkrystaller. I polykrystaller kan det hende at anisotropien til kroppen som helhet ikke vises på grunn av den tilfeldige orienteringen av mikrokrystaller, eller kanskje ikke engang vises, bortsett fra i tilfeller av spesielle krystalliseringsforhold, spesiell prosessering, etc.

Årsaken til anisotropien til krystaller er at med et ordnet arrangement av atomer, molekyler eller ioner, er interaksjonskreftene mellom dem og interatomiske avstander ulik i forskjellige retninger. Årsaken til anisotropien til en molekylær krystall kan også være asymmetrien til molekylene. Makroskopisk vises denne ulikheten vanligvis bare hvis krystallstruktur ikke for symmetrisk.

Sandkrystaller.

Naturlig samling
Sand lager vakre naturlige samlinger.

Når nedbøren faller i ørkenen, trekker vann raskt inn i sanden. Hvis det er mye gips i sanden, blir partiklene vasket ut og går dypere med vann. På grunn av den intense varmen stiger vannet igjen til overflaten. Når vannet fordamper fullstendig, dannes det nye gipskrystaller. Siden dannelsen av mineralet skjer i et lag med sand, blir sanden en del av krystallen. Og turister som har besøkt Sahara tar gjerne med seg disse steinene – ørkenrosene – inn i samlingene sine. Diameteren på kronbladene til "ørkenrosen" varierer fra 2-3 millimeter til flere desimeter. Fargen på krystallene avhenger helt av fargen på sanden de ble dannet i. Hvite "ørkenroser" finnes i det tunisiske Sahara, svarte i Argentinas ørkener.

Foto av Choporov A. Sahara-ørkenen. Naturlig samling. "Desert Rose" - sandstein

I dag er det ikke uvanlig å samle sand fra forskjellige strender og vulkaner. Men få mennesker vet at samlingen av sand også er en samling av krystaller. Hvert sandkorn er en liten kvartskrystall!

Sanden fra steinbruddet består hovedsakelig av gule kvartskrystaller og inneholder minimale mengder urenheter. Sand fra Gozo-vulkanen kan inneholde obsidian- eller vulkansk glass. I sand fra Hellas er mange sandkorn ikke kvartskrystaller, men små mineraler av andre stoffer. Hvit sand fra strendene i Tunisia inneholder praktisk talt ingen fremmede stoffer. Det er alle hvite kvartskrystaller. Sandstein er en solid stein som består av sandkorn "smeltet" sammen. Bergkrystall har mye til felles med sand. Dette er også kvartskrystaller, men bergkrystall er større i størrelse.

Foto 1. Vanlig sand fra et steinbrudd. Foto 2. Sand fra de hvite strendene i Tunisia

Foto 3. Vulkansand

fra Hellas. Foto 4. Fødsel av obsidian

Bilde 5. Sand fra øya Gozo.
Bildene ble tatt med et mikroskop med en forstørrelse på 10.

5. Teoretisk del: "voksende krystaller."

5.1 Hvorfor krystaller dyrkes

Hvorfor skapes kunstige krystaller hvis nesten alle faste stoffer rundt oss allerede har en krystallinsk struktur?

For det første er naturlige krystaller ikke alltid store nok, de er ofte heterogene og inneholder uønskede urenheter. Når det dyrkes kunstig, er det mulig å få større og renere krystaller enn i naturen.

Det finnes også krystaller som er sjeldne og høyt verdsatt i naturen, men som er svært nødvendige i teknologien. Derfor er det utviklet laboratorie- og fabrikkmetoder for dyrking av diamant-, kvarts- og korundkrystaller. Store krystaller som er nødvendige for teknologi og vitenskap, kunstige edelstener og krystallinske materialer for presisjonsinstrumenter dyrkes i laboratorier; Disse krystallene er også skapt der og studert av krystallografer, fysikere, kjemikere, metallurger og mineraloger, og oppdager nye bemerkelsesverdige fenomener og egenskaper i dem. Og viktigst av alt, ved kunstig vekst av krystaller, skaper de stoffer som ikke finnes i naturen i det hele tatt, mange nye stoffer. I følge akademiker Nikolai Vasilyevich Belov er en stor krystall et objekt for manifestasjon, studie og bruk av de fantastiske egenskapene til en krystall, som kontinuerlig revolusjonerer vitenskap og teknologi.

I laboratorier og fabrikker forbedres metoder for å lage kunstige krystaller med de egenskapene som kreves for teknologi i økende grad, så å si, krystaller «å måle» eller «på bestilling».

Dessuten, når vi dyrker krystaller, er det som om vi lager et stykke eventyr. Som ved magi vokser krystaller fra pulver og vann. Det er også interessant at når vi lærer den vitenskapelige forklaringen på et "eventyr", ser det ut til at alt som omgir oss er et eventyr. Bare ikke trollmenn, men kjemikere, ikke magisk pulver, men ammoniummonofosfat, ikke en magisk krystall med sine magiske egenskaper og skjønnhet, men en vanlig, men alltid vakker.

6.Dyrker krystaller selv

Krystaller dannes:

I øyeblikket for dannelse av et stoff som et resultat av en kjemisk reaksjon
Når et vannmolekyl tilsettes et saltmolekyl
Når et oppløst stoff utfelles fra en løsning
Når en gassformig eller flytende substans endres til et fast stoff

6.1 Ammoniumfosfatkrystaller.

Klargjøring av materialer. Vi trenger: ammoniumfosfat, målebeger, varmt vann, rørepinne, beholder for krystaller (for dyrking av den andre typen, også steiner).

Tilsett 70 ml varmt vann per 25 g ammoniumfosfat og rør grundig til ammoniumfosfatet er oppløst.

A) hell den resulterende løsningen i en beholder og vent omtrent en dag.

B) 1. Hell steiner i en beholder for krystaller.

2. Hell løsningen i beholderen og vent omtrent en uke.

3. Og bløtlegg et stykke grønt papir med en annen løsning.

Du kan også dyrke krystaller på papp (papp er en porøs struktur). Du må gni kantene på pappen med sandpapir og legg den i løsningen. Diagrammet viser hvordan denne prosessen foregår. Løsningen når kantene på pappen gjennom kapillærene, fordampning og krystallisering skjer, og krystaller vokser fra løsningen.

Skjema for krystallvekstprosessen: kapillærer - fordampning - krystallisering

Resultater: (ammoniumfosfatkrystaller): (Foto av forfatteren)

Dette krystallsystemet inneholderer, som er et lovende materiale med ikke-lineære elektriske egenskaper.

Konklusjoner:

1. Vi lærte at krystaller husker vekstens historie

2. Vi dyrket krystaller fra ammoniumfosfat, samt krystaller på papp på grunn av kapillærvekst

3. Laget en minisamling av sand

Bibliografi.

1. "Amazing Nanostructures", Kenneth Deffeys og Stephen Deffeys Redigert av Prof. L. N. Patrikeev, Binom 2011

2. «Barter og mineraler» Populærvitenskap. utgave. Moskva, Mir, 1986
2011 -> Refleksologi for trigeminusnevralgi
2011 -> S. Zh. Asfendiyarov atyndagi
2011 -> Metodiske anbefalinger for statlig utdanning
2011 -> Arbeidsprogram for valgfaget Fytoterapi, generell homeopati, klinisk farmakologi av kosmetiske legemidler

Til spørsmålet Kast noe interessant om flytende krystaller spurt av forfatteren A. G. det beste svaret er Flytende krystaller (forkortet til LC) er stoffer som samtidig har egenskapene til både væsker (flytende) og faste stoffer (anisotropi). Strukturelt sett er flytende krystaller væsker som består av langstrakte molekyler, ordnet på en bestemt måte gjennom hele volumet av denne væsken. Den mest karakteristiske egenskapen til LC-er er deres evne til å endre orienteringen til molekyler under påvirkning av elektriske felt, noe som åpner for store muligheter for bruk i industrien. Basert på deres type er flytende krystaller vanligvis delt inn i tre store grupper: nematikk, smetikk og kolesterisk.
Historie om oppdagelsen av flytende krystaller
Flytende krystaller ble oppdaget i 1888 av den østerrikske botanikeren F. Reinitzer. Men som noen ganger skjer, tok ikke forskere hensyn spesiell oppmerksomhet på de uvanlige egenskapene til disse væskene. Selv etter at boken "Liquid Crystals" dukket opp i 1904, skrevet av Otto Lehmann, var det ingen som tenkte på å bruke dem i teknologi.
I 1963 gjettet amerikaneren J. Ferguson å bruke viktigste eiendom flytende krystaller - endre farge under påvirkning av temperatur - for å oppdage termiske felt som er usynlige for det blotte øye. Etter at han fikk patent på oppfinnelsen, økte interessen for flytende krystaller kraftig.
I 1965 ble den første internasjonale konferansen om flytende krystaller holdt i USA. I 1968 skapte amerikanske forskere fundamentalt nye indikatorer for informasjonsskjermsystemer. Prinsippet for deres operasjon er basert på det faktum at molekylene av flytende krystaller, som snur seg i et elektrisk felt, reflekterer og overfører lys på forskjellige måter. Under påvirkning av spenning påført ledere loddet inn i skjermen, dukket det opp et bilde bestående av mikroskopiske prikker på den. Og likevel, først etter 1973, da en gruppe engelske kjemikere ledet av George Gray syntetiserte flytende krystaller fra relativt billige og tilgjengelige råvarer, ble disse stoffene utbredt i en rekke enheter.
Påføring av flytende krystaller
Et av de viktige bruksområdene for flytende krystaller er termografi. Ved å velge sammensetningen av det flytende krystallinske stoffet, opprettes indikatorer for forskjellige temperaturområder og for forskjellige design. For eksempel påføres flytende krystaller i form av en film på transistorer, integrerte kretser og trykte kretskort i elektroniske kretser. Feilaktige elementer - veldig varme eller kalde, fungerer ikke - merkes umiddelbart av lyse fargeflekker. Leger har fått nye muligheter: en flytende krystallindikator på pasientens hud diagnostiserer raskt skjult betennelse og til og med en svulst.
Flytende krystaller brukes til å oppdage skadelige damper kjemiske forbindelser og gamma- og ultrafiolett stråling som er farlig for menneskers helse. Trykkmålere og ultralyddetektorer er laget basert på flytende krystaller. Men det mest lovende bruksområdet for flytende krystallinske stoffer er informasjonsteknologi. Bare noen få år har gått fra de første indikatorene, kjent for alle fra digitale klokker, til farge-TV med LCD-skjermer på størrelse med et postkort. Slike fjernsyn gir et bilde som er veldig Høy kvalitet, bruker en ubetydelig mengde energi fra et lite batteri eller batteri.

For tiden kan det anses som fast etablert at en væske kan stivne etter at den er avkjølt til smeltepunktet bare hvis det er "krystalliseringssentre" i den. I deres fravær er væsken "superkjølt", det vil si at temperaturen synker under smeltepunktet til stoffet, men stoffet forblir i flytende tilstand. Muligheten for slik hypotermi for vann ble lagt merke til for mer enn to hundre år siden, i 1724, av Fahrenheit. Et lønnsomt kjøp av eiendom i Odessa på den tiden, som du kanskje gjetter, var ennå ikke tilgjengelig.

Senere ble en rekke omstendigheter etablert og studert som bidro til både størkningen av en underkjølt væske og dens bevaring i flytende form. Det viste seg at "forurensning" med eventuelle faste partikler er av stor betydning for utbruddet av krystallisering. Således, hvis vann har en overflate tilgjengelig for atmosfærisk luft med forskjellige støvpartikler suspendert i den faste stoffer, da er det vanskelig å overkjøle det. Tvert imot, i et forseglet reagensrør, spesielt når luft pumpes ut, blir vann veldig lett underkjølt.

Krystallisering av en underkjølt væske kan vanligvis forårsakes ved å gni den indre veggen av glassbeholderen der væsken befinner seg med en hard pinne. I dette tilfellet, etter all sannsynlighet, kommer mikroskopiske partikler av glass av veggen, og de spiller rollen som et frø.

Fakta hentet fra praktiske observasjoner fører til de samme konklusjonene. Kapteinen på skipet "Dnscovery" R. F. Scott skrev 12. september 1902 i skipets logg at garn og tau senket under vann (åpenbart superkjølte) viste seg å være dekket med iskrystaller etter at de ble hevet, og i ett tilfelle rundt en Det ble dannet en suter tykk 1 tomme (2,54 cm) sylindrisk-flakete is med en diameter på omtrent 25 cm. Iskrystaller i form av småblader var vinkelrett på tauet, og planene deres krysset hverandre i en vinkel på 60°. "Alt dette," ifølge Scott, "ser ut som vakre blonder; ved å utsette den for lyset, ser vi gjennom den de luksuriøse fargene i spekteret, som fra et prisme. Ved berøring brytes isen i stykker, og hvert blad kan deles i de tynneste lagene.»

Samtidig må man ikke miste av syne at krystallisering av en væske er ledsaget av frigjøring av varme, og hvis denne varmen ikke fjernes, vil temperaturen på væsken stige til en slik grense at krystalliseringen ikke lenger vil være mulig. Derfor er det praktisk å overvåke veksten av krystaller fra deres kjerner i en underkjølt væske. Dette er hva den mest fremtredende moderne forskeren av disse spørsmålene, Tamman, gjorde, grunnleggeren av læren om krystalliseringssentre og en anerkjent autoritet på dette feltet. Han og hans samarbeidspartnere studerte en rekke væsker, og bestemte for dem to mengder: dannelseshastigheten for kjerner avhengig av graden av underkjøling og deretter, med de resulterende kjernene, veksthastigheten deres.

Imidlertid var vann fraværende blant væskene Tamman studerte. I følge Tamman vokser de aller første sentrene for krystallisering nær vannet så raskt at hele fartøyet etter kort tid er fylt med tynne isnåler, og derfor er det umulig å overvåke dannelseshastigheten av krystallinske kjerner.

Jeg klarte å overvinne de tekniske vanskelighetene som hindret Tamman i å observere det innledende stadiet av krystallisering av vann, og det viste seg at å overvinne disse vanskelighetene ikke krevde altfor komplekse teknikker.

I mitt arbeid med studiet av krystalliseringsegenskapene til vann generelt og dets krystalliseringskjerner spesielt, tok jeg utgangspunkt i konklusjonen fra fysikalske kjemikere om at ved lave underkjølinger er utviklingshastigheten til kjerner svært lav, så vel som fra eksperimentelle data som bekreftet denne konklusjonen.

Derfor betraktet jeg Tammans mening om at med lett underkjøling av vann, krystalliseringskjerner visstnok utvikles så raskt at det er teknisk umulig å studere dem, feil, og jeg beviste dette eksperimentelt ved å jobbe i området med veldig små superkjølinger (tiendedeler). og hundredeler av en grad under 0°) , hvor hastigheten for utvikling av kjerner kan reduseres til slike grenser som tillater muligheten for å studere kjerner enkelt og fritt.

Dermed ble barrieren som tidligere hindret Tamman og andre forskere fra å studere kjernene til vannkrystallisering fjernet.

For å implementere en slik installasjon ble et fartøy med superkjølt vann omgitt av en avkjølende blanding av en løsning av salt i vann med snø; Frysepunktet til en løsning avhenger av konsentrasjonen av salt i den.

Studien viste at temperaturer mellom 0 og -1° er mest praktisk for å observere dannelsen av iskrystaller. Ved lavere temperaturer gjør vanskelighetene som Tamman noterer seg allerede sterkt. Vi må også ta hensyn til andre vanskeligheter: frigjøring av varme under dannelsen av krystaller og det faktum at de har en tendens til å flyte oppover og dermed unnslippe observasjon.

Figuren viser et av installasjonsalternativene jeg brukte, hvor denne forstyrrelsen ikke lenger forekommer. Her betegner bokstaven I en iskrystall som flyter til toppen. En strøm av vann kommer mot ham, drevet av en roterende skrue. Hastigheten på vannbevegelsen ned opprettholdes akkurat slik at krystallen forblir nesten uendret. Det ytre røret med saltoppløsningen som strømmer gjennom det er ment å opprettholde en konstant temperatur.

Ved å bruke finkontroll av superkjølingen av vannet, var det mulig å øke hastigheten eller bremse, stoppe eller stoppe etter ønske. til og med reversere prosessen med vekst av den observerte krystallen, slik at det var mulig å redusere den allerede vokste krystallen igjen og til og med bringe den til fullstendig ødeleggelse.

Fra disse eksperimentene viste det seg at formen til et krystallinsk isembryo er en vanlig skive, som med videre vekst blir til en vanlig sekskantet plate av gjennomsiktig is, og denne sistnevnte vokser allerede til en seksstrålet stjerne. Ytterligere vekst av stjernen, som ble brakt til en diameter på 2-3 cm, gir en åpen struktur som ligner et snøfnugg i utseende.

Enorme vanskeligheter er forbundet med fotografering av krystaller. På grunn av deres gjennomsiktighet kan de bare sees fra en vinkel der lyset som faller på dem opplever full indre refleksjon. Krystaller tatt ut av vann er innhyllet i væske, og når den fjernes, blir deres delikate og fine struktur forstyrret.

Yana Solovyova (Turkova)
Prosjekt av en elev i 4. klasse «Alt som er ukjent er fryktelig interessant! Den fantastiske verden av krystaller"

Hallo!

Jeg presenterer for din oppmerksomhet presentasjonen "Alt som ikke er kjent er veldig interessant!" om å studere krystallverdenen.

Presentasjonen ble satt sammen av sønnen min, en elev i 4. klasse ved Aleksinsky-skolen i Leningrad-regionen, Daniil Turkov.

Hypotese: Krystall er en perle.

Mål: Finn en tilbakevisning av det faktum at krystaller bare er edelstener.

Oppgaver:

1. Finn ut hva en krystall er.

2. Finn ut hva som er krystaller rundt oss.

3. Lær interessante fakta om krystaller.

4. Dyrk krystaller hjemme.

Hva er en krystall?

Krystaller er fantastiske kreasjoner av naturen. Vi er henrykte over deres lyse farger og gjennomsiktighet, jevne, glatte kanter og, viktigst av alt, den riktige formen. Krystallene ser ut som om noen har klippet dem spesielt, polert dem og malt dem. Det er dette "miraklet" som arbeidet er dedikert til...

Krystall fra det greske krystallos, opprinnelig is, men senere fikk krystall et annet navn - bergkrystall.

Dette er solide kropper som har den naturlige formen til vanlige polyeder. Denne formen er en konsekvens av det ordnede arrangementet av atomer i krystaller, og danner et tredimensjonalt periodisk romlig arrangement - et krystallgitter.

Hva er krystaller rundt oss?

Det er hundrevis av stoffer i naturen som danner krystaller. Vann er en av de vanligste av disse. Iskaldt vann blir til iskrystaller eller snøflak.

Rundt oss er de mest vanlige tingene som sukker og salt krystaller.

Mineralkrystaller dannes også under visse steindannende prosesser. Store mengder varm og smeltet stein dypt under jorden er faktisk mineralløsninger. Når masser av disse flytende eller smeltede bergartene presses mot jordoverflaten, begynner de å avkjøles. De avkjøles veldig sakte. Mineraler blir til krystaller når de går fra en varm væske til en kald fast form. For millioner av år siden var granitt en smeltet masse av mineraler i flytende tilstand. For tiden i jordskorpen det er masser av smeltede bergarter som sakte avkjøles og danner krystaller av ulike typer.

Edelstener er også krystaller! Dette er mineraler som har to hovedkjennetegn ved "dyrbarhet": skjønnhet og sjeldenhet. Du kjenner navnene på mange: diamant, ametyst, rubin, safir, smaragd, topas, etc.

1. Visste du at krystaller reproduserer seg selv og vokser på denne måten? De kan med rette kalles "levende" naturskapninger.

De største krystallene ble oppdaget i 2000 i hulen av krystaller i Naica-gruvekomplekset, i den meksikanske delstaten Chihuahua. Noen av gipskrystallene som finnes der når 15 meter i lengde og 1 meter i bredde.

2. Mineralet spodumene er også kjent for sine gigantiske, meterlange krystaller.

3. Crystal Worlds Museum i Østerrike.

Det fantastiske krystallmuseet ble åpnet i 1995 for hundreårsjubileet

årsdagen for Swarovski. Museet er en interaktiv utstilling av krystallprodukter, hvor utstillingene kan sees, føles, høres og til og med luktes. Museet er en underjordisk labyrint der utstillingshaller er forbundet med korridorer og trapper. Ved inngangen blir besøkende møtt av hodet til en kjempe, hvis øyne er laget av grønne krystaller, og en foss renner ut av munnen. Ifølge legenden bodde det en gigant i disse delene, som nøye voktet sine utallige skatter, og nå beskytter rikdommene til Swarovski Crystal Worlds. Museet huser de største og minste krystallene i verden, oppført i Guinness rekordbok. Den største Swarovski-krystallen har en diameter på 40 cm og veier 310 tusen karat. Diameteren til den minste krystallen er bare 0,8 mm og kan bare sees gjennom et mikroskop. Nå er Swarovski Crystal Worlds det nest mest populære museet i Østerrike.

4. Torburnitt.

Så fortryllende vakkert som dette mineralet er, er det like dødelig. Torbernittkrystallprismer inneholder uran og kan forårsake kreft hos mennesker. I tillegg, når de varmes opp, begynner disse steinene sakte å avgi radongass, som er ekstremt helsefarlig.

5. Kileklasse.

Den sjeldne klinoklaskrystallen har en liten hemmelighet - når det varmes opp, avgir dette utsøkt vakre mineralet en hvitløkaktig lukt.

6. Hvit baritt besatt med vanadinittkrystaller.

Vanadinite fikk navnet sitt til ære for den skandinaviske skjønnhetsgudinnen Vanadis. Dette mineralet er et av de tyngste på planeten fordi det har et høyt blyinnhold. Vanadinittkrystaller bør oppbevares unna solstråler, siden de har en tendens til å mørkne under deres påvirkning.

7. Sølvfarget stibnitt med barytt.

Stibnitt er et sulfid av antimon, men det ser ut til å være sammensatt av høyverdig sølv. Takket være denne likheten bestemte noen seg en dag for å lage luksusbestikk av dette materialet. Og dette var en veldig dårlig idé... Antimonkrystaller forårsaker alvorlig forgiftning, selv etter kontakt med huden er det nødvendig å vaske den grundig med såpe.

8. Kalkantitt.

Den fortryllende skjønnheten til disse krystallene skjuler en dødelig fare: en gang i et flytende miljø begynner kobberet i dette mineralet raskt å oppløses, og truer alle levende ting som kommer i veien. Bare en liten blå rullestein kan ødelegge en hel dam med all dens flora og fauna, så du bør behandle den med ekstrem forsiktighet.

9. Kuprosklodovskite.

Nåleformede krystaller av kuprosklodovskite tiltrekker seg beundrende oppmerksomhet med dybden og variasjonen av deres grønne farger, så vel som deres interessante form. Imidlertid er dette mineralet utvunnet fra uranforekomster og er svært radioaktivt og bør holdes unna ikke bare levende skapninger, men til og med fra andre mineraler.

10. Pallasitt meteoritt.

I 1777 leverte den tyske forskeren Pallas til Kunstkamera-museet prøver av et sjeldent metall som ble oppdaget i Krasnoyarsk på stedet for et meteorittfall. Snart ble hele blokken av utenomjordisk opprinnelse som veide 687 kg fraktet til St. Petersburg. Dette materialet kalles "pallas jern" eller pallasitt. Ingen stoffer som ligner på det er funnet fra de som er utvunnet på planeten vår. Ifølge eksperter er denne meteoritten en jern-nikkel-base med mange inneslutninger av olivinkrystaller.

11. Syk.

Små kubiske krystaller av blå farge– boleites – er spesielt verdsatt i landene i Sør- og Nord-Amerika. I Russland har dette sjeldne mineralet ennå ikke blitt lagt merke til i bruk.

12. Crocoite.

Navnet "krokoitt" kommer fra det gamle greske ordet som betyr "safran", siden likheten mellom krystalloverflaten og dette krydderet er merkbar for det blotte øye. Den røde blymalmen som dette mineralet er, er av spesiell verdi for samlere og kjennere.

13. Baildonitt.

Den sjeldne baildonittkrystallen skylder sin farge til kobberet den inneholder, og sin glans til høy prosentandel lede

14. Vismut.

Kunstig dyrkede vismutkrystaller har en gjenkjennelig iriserende glans på deres mørke overflate. Denne effekten oppstår på grunn av oksidfilmen som dekker den. Forresten, vismutoksidklorid brukes til å lage neglelakker som et middel for å gi dem glans. Så kunstig dyrkede krystaller hjelper også kvinner til å være vakre og velstelte.

15. Cacoxenite.

Fungerer som en inkludering, kan dette sjeldne mineralet gi kvarts og ametyst en unik farge og høyere verdi. Som en representant for nåleformede krystaller er kakoksenitt utrolig skjør.

Dyrking av krystaller hjemme.

Du vil trenge: vann, salt, sukker, kopper, papp, pinner, maling.

For å lage krystaller dyppes pinnene først i vann, deretter i salt/sukker og tørkes i 24 timer.

Fremstilling av en løsning for fremstilling av salt/sukkerkrystaller. Løs opp salt/sukker i oppvarmet vann, lag en mettet saltløsning (som vi toner med blå akvarell) og sukkersirup.

Hell de resulterende løsningene i glass.

Vi legger forsiktig de forhåndsforberedte pinnene i de forberedte løsningene. Fra oven, stikk pappen med en pinne og dekk koppene med den. Kartongen på pinnen er nødvendig for å hindre at væsken fordamper raskt.

Vi lar emnene ligge på et rolig sted i en uke for å dyrke krystaller.

Resultater av eksperimentet

Sukkerkrystallen ble bra!

Men krystallen kom ikke ut av saltet, men hvorfor?

Hvorfor saltkrystallen ikke viste seg!

Under dette eksperimentet ble det ikke saltkrystaller, og malingen la seg rett og slett på bunnen av koppen. Jeg kunne ikke løse problemet på egen hånd og vendte meg til Internett. Dette er informasjonen jeg fant:

"Ja, du bør ikke farge løsningen der krystallen din vokser, for eksempel med maling eller noe lignende - dette vil bare ødelegge selve løsningen, men det vil fortsatt ikke farge krystallen! Den beste måtenå få fargede krystaller er å velge riktig farge på salt! Crystal han er så

det er ordnet at hvert atom faller på sin plass.. og så

det viser seg å være en krystall. Hvis du maler det, så alene

ideen din vil mislykkes - først og fremst vil du dekke den

maling og den vil ikke kunne vokse. for det andre, hvis

bruk pigmentet i sin rene form, så tar du med

Det er defekter i krystallen og den blir ikke vakker. I

prinsipp. mange naturlige krystaller har farge

takket være slike defekter, men du må vite nøyaktig hva

stoffer vil farge krystallen uten å forstyrre den

krystallgitter, eller nok

vil passe harmonisk inn i den."