Sciencing kan tjene kompensation gennem tilknyttede links i denne artikel.
Lad os være ærlige: videnskabelige eksperimenter er ikke ligefrem kendt for at være smukke. Det er forståeligt, at forskere bryr sig mere om, hvad de gjorde under et eksperiment, og hvad de lærte - hvilket betyder, at dit hjemmeforskningslaboratorium sandsynligvis ikke er TikTok-værdigt.
Men hvis du ønsker et videnskabeligt projekt, der er både pædagogisk og æstetisk tiltalende, er krystalfremstilling din marmelade. Hjemme-krystalfremstillingssæt gør processen super let og kan endda bruges til at lave sjove DIY-dekorationer.
Klar til at prøve det? Læs videre for at lære alt om krystaller, hvordan man dyrker dem derhjemme ved hjælp af et krystaldyrkningssæt og andre videnskabelige eksperimenter, du måske vil prøve efter.
For det første: Hvad er en krystal?
For at sige det enkelt er krystaller faste stoffer, der har en standard og sæt geometrisk form. På klarere sprog er det et stof, hvis atomer organiserer i en ensartet geometrisk form.
Kig på den kemiske struktur af en krystal, og du vil se noget som et gitter, hvor atomer er organiseret i et gentaget mønster. Efterhånden som dette mønster udvides, dannes det til sidst en krystalform.
Der er fire hovedtyper:
- Ioniske krystaller:Som navnet antyder, er disse fra positivt og negativt ladede ioner. Krystalstrukturen holdes på plads af ioniske bindinger. Nogle eksempler inkluderer bordsalt
- Kovalente netværkskrystaller:Disse er lavet af atomer, der holdes sammen af kovalente bindinger. Et eksempel er diamanter fremstillet af kovalent bundne kulstofatomer tiltrukket af en bestemt struktur.
- Metalliske krystaller:Metalliske krystaller er lavet af metalatomer, som rent natrium, arrangeret i en krystalstruktur.
- Molekylære krystaller:Disse har en krystalstruktur dannet af molekyler. Et klassisk eksempel er is: H2O frosset i en krystallinsk struktur.
Hvordan dannes krystaller?
Krystaller findes overalt i naturen - og endda i vores celler og væv. Men da krystalvoksende videnskabssæt beskæftiger sig med ioniske krystaller, vil vi fokusere på, hvordan de dannes.
Krystaller oprettes, når en opløsning, der indeholder ioner, begynder at køle ned. Tænk tilbage på, hvornår du lærte om mættede løsninger. Du ved, at løsninger kun kan rumme en bestemt mængde opløst stof, og jo varmere opløsningen er, jo mere opløselig kan du opløse i den.
Så når en opløsning afkøles, er den ikke i stand til at rumme så mange ioner. Når det bliver koldere, bliver det overmættet - og til sidst begynder ioner at udfældes. Disse ioner kan låses fast på enhver ru overflade - endda et stykke støv - og begynde at danne en krystal. Og når løsningen bliver ved med at køle af, og flere og flere ioner udfældes, bliver krystallerne større og større, indtil du til sidst kan se dem med det blotte øje.
Hvad giver krystaller deres form?
En krystalform afhænger af den type ioner, den indeholder, og hvordan disse ioner interagerer med hinanden.
Det er nemmest at forklare gennem et eksempel, så lad os se på bordsalt et øjeblik. Bordsalt er lavet af to typer ioner - natrium og klorid - der sorterer sig i en terningform. Sådan ser det ud på et mikroskopisk niveau:
•••ttsz / iStock / GettyImages
Som du kan se, sorterer natrium- og chloridatomerne sig i skiftende mønstre: hver natriumion er omgivet af chloridion og omvendt. Så hvis du kiggede på rent bordsalt under et mikroskop, ville du se en flok terningformede krystaller.
Men ikke engang krystal danner terninger. Afhængigt af de atomer, der udgør krystallen, kan den danne flere former.
•••Daniel Grizelj / Stone / GettyImages
Tjek denne blå krystal. Det er tydeligvis ikke en terning. Det skyldes, at dets kemiske atomer danner en sekskantet krystal - en sekskantet form med en spids spids. Denne prøve har flere krystalstrukturer, der dannes omkring hinanden, og det er sådan, du får det "spidse" udseende.
Naturligvis kan forskellige typer krystaller danne endnu mere komplekse strukturer. Tænk på DNA, et komplekst eksempel på en molekylær krystallinsk struktur. Det danner en dobbelt helixform - langt væk fra terningen dannet af bordsalt.
Hjemmekrystalvoksende videnskabelige eksperimenter bruger typisk bordsalt, så du kan forvente at se kubelignende strukturer.
•••Deepwoodsgoodsshop
Sådan laver du dit eget krystalvoksende eksperiment
At lave dine egne krystaller derhjemme er let, hvis du bruger et sæt. Vi elsker dette krystalvoksende sæt, da det er sikkert og let at gøre, og lader dig observere to forskellige typer krystalformationer.
Det er fordi sættet lader dig dyrke saltkrystaller på to forskellige overflader. Den ene giver dig mulighed for at dyrke krystaller på kulstofstykker. Når krystallerne dannes, vil de vokse over kulstofoverfladen og skabe en krystalbelagt sten.
Den anden giver dig mulighed for at dyrke krystaller på en lille bomuld. Rebets ru overflader er et ideelt sted for dannelse af krystaller. Når krystalstrukturen vokser, begynder den at forgrene sig. Så du ender med en trælignende form med et reb "bagagerum" og krystal "grene".
I begge tilfælde tager krystaldannelse tid. Men du begynder at se fremskridt om et par timer, og dine smukke krystaller vokser færdig om to til tre dage. Når de er dannet, er krystallerne skrøbelige. Men at sætte dem på plads med klar neglelak eller hårspray kan hjælpe dem med at holde deres form.
Elsker du voksende krystaller? Prøv disse andre videnskabelige aktiviteter!
Hvis du er interesseret i krystaller og geologi (som er studiet af klipper, btw), vil du elske disse andre krystal- og perlevidenskabelige eksperimenter.
•••Amazon
Udfør din egen Crystal Dig
Arkæologer er eksperter i udgravning af historiske steder - og du laver din egen version af et grave derhjemme. Det her ædelsten krystal grave kit indeholder 20 forskellige typer mineraler, som kvarts og tigerøje, plus værktøjer til at grave dem ud fra gravestedet.
•••Amazon
Bryde nogle geoder åben
Geoder ligner almindelige klipper - indtil du åbner dem og ser krystallerne vokse indeni. Dette geode-sæt fra National Geographic leveres med 10 geoder, googler, der hjælper dig med at åbne dem sikkert og et mini-forstørrelsesglas til nærmere inspektion.
•••Amazon
Lav glødekrystaller
Hvad er bedre end almindelige krystaller? Krystaller, der lyser, tydeligvis. Det her glødekrystal voksende kit anvender de samme principper, der er forklaret ovenfor, og gør det muligt at fremstille glød-i-mørke krystaller inden for syv til ti dage.