Los cristales pueden desarrollarse en una amplia gama de formas y tamaños, desde cristales visibles solo bajo un microscopio hasta enormes cristales gigantes formados durante miles de años en condiciones especializadas. Los cristales se desarrollan a través de una serie compleja de etapas, desarrollándose alrededor de un núcleo, acumulando material y haciéndose más grandes cuanto más tiempo se dejan en un entorno propicio para los cristales.
Nucleación
Todos los cristales se forman como resultado de dos procesos, llamados "nucleación" y "crecimiento de cristales", en una solución líquida "sobresaturada" (un líquido con algo disuelto en él; por ejemplo, sal). Esto ocurrirá en una cueva si se inunda con una de estas soluciones líquidas durante cien mil años o más. El primer paso, la nucleación, ocurre cuando grupos de moléculas que flotan en una solución comienzan a pegarse en grupos estables. El hecho de que un grupo de moléculas se estabilice depende de muchos factores dentro de la solución, incluida la temperatura y si está "sobresaturada".
Sobresaturación
La sobresaturación ocurre cuando la solución contiene más material de disolución de lo que puede disolver. Por ejemplo, si continúa agregando azúcar a una taza de café, el líquido eventualmente se "saturará" y no podrá disolver más azúcar. La sobresaturación ocurriría si agregara aún más azúcar hasta que las partículas flotaran en el café y no pudieran disolverse.
Crecimiento cristalino
La forma en que las moléculas se unen durante la nucleación juega un papel en la definición de la forma final del cristal. El crecimiento de cristales se produce cuando los grupos estables de la solución alcanzan un tamaño crítico (las dimensiones mínimas que deben alcanzar las moléculas de cristal para seguir creciendo sin desintegrarse). La nucleación continúa a medida que el crecimiento del cristal se desarrolla más allá del tamaño crítico y es impulsado por la sobresaturación, proporcionando moléculas adicionales para adherirse al núcleo del cristal incipiente. Dependiendo de las condiciones dentro de la solución, la nucleación o el crecimiento de cristales pueden predominar sobre el otro y dar como resultado cristales de diferentes tamaños. El crecimiento o nucleación de cristales continúa hasta que termina la sobresaturación o la cueva se seca por completo.
Diferentes tipos de cristal
Muchos tipos diferentes de solución tienen la capacidad de producir diferentes tipos de cristal. Por ejemplo, los cristales de sal se producen cuando la sal se disuelve en agua y se seca, pero otros materiales disueltos en una solución también tienen la capacidad de formar cristales. El galio y la halita son otros materiales que se sabe que cristalizan.
Haciendo tus propios cristales
Puede formar fácilmente cristales de sal en casa agregando sal al agua hirviendo hasta que se vuelva sobresaturada. Utilice un trozo de cartón para ayudar a que se formen los cristales; lo hace proporcionando a las moléculas de sal un lugar para nuclearse. Coloca la solución de sal sobresaturada con el cartón al sol hasta que se seque. Esto permitirá que se formen pequeños cristales.