Sciencing voi ansaita korvausta tämän artikkelin tytäryhtiölinkkien kautta.
Olkaamme rehellisiä: tiedekokeita ei tiedetä tarkalleen kauniista. Ymmärrettävästi tiedemiehet välittävät enemmän siitä, mitä he tekivät kokeilun aikana ja mitä he oppivat - mikä tarkoittaa, että kotitietolaboratoriosi ei todennäköisesti ole TikTok-arvoinen.
Mutta jos kaipaat tiedeprojektia, joka on sekä opetuksellisesti että esteettisesti miellyttävä, kristallivalmistelu on sinun hillosi. Kotona olevat kristallinvalmistussarjat tekevät prosessista erittäin helppoa, ja niitä voidaan käyttää jopa hauskojen, DIY-koristeiden tekemiseen.
Oletko valmis kokeilemaan? Lue lisää oppiaksesi kiteistä, kuinka kasvattaa niitä kotona käyttämällä kiteiden kasvatuspakettia, ja muista tieteellisistä kokeista, joita haluat ehkä kokeilla.
Ensinnäkin, mikä on kristalli?
Yksinkertaisesti sanottuna kiteet ovat kiinteitä aineita, joilla on vakio ja asetettu geometrinen muoto. Tavallisemmalla kielellä se on aine, jonka atomit järjestyvät yhtenäiseksi geometriseksi muodoksi.
Katsokaa kiteen kemiallista rakennetta ja näet jotain ruudukon kaltaista, jossa atomit on järjestetty toistuvaksi kuvioksi. Kun tämä kuvio laajenee, se lopulta muodostaa kristallin muodon.
On olemassa neljä päätyyppiä:
- Ionikiteet:Kuten nimestä voi päätellä, nämä ovat positiivisesti ja negatiivisesti varautuneita ioneja. Kristallirakennetta pidetään paikallaan ionisidoksilla. Joitakin esimerkkejä ovat pöytäsuola
- Kovalenttiset verkkokiteet:Nämä on valmistettu atomista, joita pitävät yhdessä kovalenttiset sidokset. Yksi esimerkki on timantit, jotka on valmistettu kovalenttisesti sitoutuneista hiiliatomeista, jotka ovat houkutelleet tiettyyn rakenteeseen.
- Metallikiteet:Metallikiteet on valmistettu metalliatomeista, kuten puhdas natrium, järjestetty kristallirakenteeseen.
- Molekyylikiteet:Näillä on molekyylistä muodostettu kiderakenne. Klassinen esimerkki on jää: H20 jäädytetään kiteiseksi rakenteeksi.
Kuinka kiteet muodostuvat?
Kiteitä on kaikkialla luonnossa - ja jopa soluissamme ja kudoksissamme. Mutta koska kiteitä kasvavat tiedepakkaukset käsittelevät ionikiteitä, keskitymme niiden muodostumiseen.
Kiteet syntyvät, kun ioneja sisältävä ratkaisu alkaa jäähtyä. Mieti takaisin siihen, kun olet oppinut siitä tyydyttyneitä liuoksia. Tiedät, että liuokset voivat sisältää vain tietyn määrän liuenneita aineita, ja mitä lämpimämpi liuos, sitä enemmän liuenneita aineita voit liuottaa siihen.
Joten kun ratkaisu jäähtyy, se ei pysty pitämään niin monta ionia. Kun se viilenee, se muuttuu ylikyllästetty - ja lopulta ionit alkavat saostua. Nämä ionit voivat tarttua mihin tahansa karkeaan pintaan - jopa pölypalaan - ja alkaa muodostaa kiteen. Ja kun liuos jäähtyy jatkuvasti ja yhä useammat ionit saostuvat ulos, kiteet kasvavat ja kasvavat, kunnes lopulta voit nähdä ne paljaalla silmällä.
Mikä antaa kristalleille muodon?
Kiteen muoto riippuu sen sisältämien ionien tyypistä ja siitä, miten nuo ionit ovat vuorovaikutuksessa keskenään.
Se on helpoin selittää esimerkin avulla, joten katsotaan pöytäsuolaa sekunnin ajan. Pöytäsuola on valmistettu kahdentyyppisistä ioneista - natriumista ja kloridista -, jotka lajittelevat itsensä kuutioiksi. Tältä näyttää mikroskooppisella tasolla:
•••ttsz / iStock / GettyImages
Kuten näette, natrium- ja kloridiatomit lajittelevat itsensä vuorotellen: kukin natriumionia ympäröi kloridi-ioni ja päinvastoin. Joten jos katsot puhdasta pöytäsuolaa mikroskoopilla, näet joukon kuutionmuotoisia kiteitä.
Mutta ei koskaan kristalli muodosta kuutioita. Kiteen muodostavien atomien mukaan se voi muodostaa useita muotoja.
•••Daniel Grizelj / Stone / GettyImages
Katso tämä sininen kristalli. Se ei selvästikään ole kuutio. Tämä johtuu siitä, että sen kemialliset atomit muodostavat kuusikulmaisen kiteen - kuusikulmion, jossa on terävä kärki. Tällä näytteellä on useita kristallirakenteita, jotka muodostuivat toistensa ympärille, jolloin saat sen "terävän" ilmeen.
Tietysti erityyppiset kiteet voivat muodostaa vielä monimutkaisempia rakenteita. Ajattele DNA: ta, monimutkaista esimerkkiä molekyylikiteisestä rakenteesta. Se muodostaa kaksoiskierteen muodon - kaukana pöytäsuolan muodostamasta kuutiosta.
Kotikiteiden kasvavissa tieteellisissä kokeissa käytetään tyypillisesti pöytäsuolaa, joten voit odottaa kuutiomaisia rakenteita.
•••Deepwoodsgoodsshop
Kuinka tehdä oma kristallikasvatuskoe
Omien kiteiden tekeminen kotona on helppoa, jos käytät pakettia. Me rakastamme tämä kristallikasvatuspakkaus, koska se on turvallinen ja helppo tehdä, ja sen avulla voit tarkkailla kahta erityyppistä kiteiden muodostumista.
Tämä johtuu siitä, että paketin avulla voit kasvattaa suolakiteitä kahdella eri pinnalla. Yhden avulla voit kasvattaa kiteitä hiilipaloilla. Kun kiteet muodostuvat, ne kasvavat hiilen pinnan yli luoden kiteen peittämän kiven.
Toisen avulla voit kasvattaa kiteitä pienellä puuvillalla. Köyden karkeat pinnat ovat ihanteellinen paikka kiteiden muodostumiselle. Kun kristallirakenne kasvaa, se alkaa haarautua. Joten päädyt puun muotoiseen muotoon, jossa on köysi "runko" ja kristalli "oksat".
Molemmissa tapauksissa kiteen muodostuminen vie aikaa. Mutta alat nähdä edistymistä muutamassa tunnissa, ja kauniit kiteesi kasvavat loppuun kahdesta kolmeen päivään. Kun ne ovat muodostuneet, kiteet ovat hauraita. Mutta niiden asettaminen paikalleen kirkkaalla kynsilakalla tai hiuslakalla voi auttaa heitä pitämään muotonsa.
Rakastatko kasvavia kiteitä? Kokeile näitä muita tiedetoimintoja!
Jos olet kiinnostunut kiteistä ja geologiasta (joka on kivien tutkimus, BTW), rakastat näitä muita kide- ja jalokivetutkimuksia.
•••Amazon
Suorita oma kristallikaivosi
Arkeologit ovat asiantuntijoita historiallisten kohteiden kaivauksessa - ja teet oman version kaivosta kotona. Tämä jalokivi kristallikaivosarja sisältää 20 erilaista mineraalia, kuten kvartsia ja tiikerisilmää, sekä työkaluja niiden löytämiseksi kaivospaikasta.
•••Amazon
Rikkoi joitain geodeja
Geodit näyttävät tavallisilta kiviltä - kunnes avaat ne ja näet sisällä olevat kiteet. Tämä geodisarja National Geographicin mukana tulee 10 geodia, googelit, joiden avulla voit murtaa ne turvallisesti, ja pieni suurennuslasi tarkempaa tarkastelua varten.
•••Amazon
Tee hehkukiteitä
Mikä on parempaa kuin tavalliset kiteet? Kiteet, jotka hehkuvat, ilmeisesti. Tämä hehkuva kristallikasvatuspakkaus soveltaa samoja periaatteita, jotka on selitetty yllä, ja antaa mahdollisuuden tehdä hehkuvia kiteitä seitsemän - 10 päivän kuluessa.