מדע יכול להרוויח פיצוי באמצעות קישורי שותפים במאמר זה.
בואו נהיה כנים: ניסויים מדעיים לא ידועים בדיוק להיות יפים. מובן כי למדענים אכפת יותר ממה שהם עשו במהלך ניסוי ומה הם למדו - מה שאומר שהמעבדה למדע הבית שלך כנראה לא בדיוק ראויה ל TikTok.
אבל אם אתם חושקים בפרויקט מדעי שהוא גם חינוכי וגם אסתטי, הכנת קריסטל היא הריבה שלכם. ערכות להכנת גבישים בבית הופכות את התהליך לקל ביותר, ואף יכולות לשמש לייצור קישוטים מהנים ועושים בעצמך.
מוכנים לנסות? המשך לקרוא כדי ללמוד הכל על גבישים, כיצד לגדל אותם בבית באמצעות ערכת גידול קריסטל, וניסויים מדעיים אחרים שתרצה לנסות לאחר מכן.
ראשית, מהו קריסטל?
במילים פשוטות, גבישים הם חומרים מוצקים בעלי צורה גיאומטרית סטנדרטית וקבועה. בשפה פשוטה יותר, זהו חומר שהאטומים שלו מתארגנים בצורה גיאומטרית אחידה.
התבונן במבנה הכימי של גביש ותראה משהו כמו רשת, שם האטומים מאורגנים בתבנית חוזרת. ככל שהתבנית מתרחבת, בסופו של דבר היא יוצרת צורת גביש.
ישנם ארבעה סוגים עיקריים:
- גבישים יוניים:כפי שהשם מרמז, אלה הם מיונים טעונים חיובית ושלילית. מבנה הקריסטל מוחזק על ידי קשרים יוניים. כמה דוגמאות כוללות מלח שולחן
- גבישי רשת קוולנטיים:אלה עשויים אטומים המוחזקים יחד על ידי קשרים קוולנטיים. דוגמה אחת היא יהלומים, עשויים מאטומי פחמן קשורים קוולנטית הנמשכים במבנה ספציפי.
- גבישים מתכתיים:גבישים מתכתיים עשויים אטומי מתכת, כמו נתרן טהור, המסודרים למבנה גביש.
- גבישים מולקולריים:לאלה יש מבנה גביש שנוצר ממולקולות. דוגמה קלאסית היא קרח: H20 קפוא למבנה גבישי.
כיצד נוצרים גבישים?
גבישים נמצאים בכל רחבי הטבע - ואפילו בתאים וברקמות שלנו. אך מכיוון שערכות מדע מגדלות גביש עוסקות בגבישים יוניים, אנו נתמקד באופן היווצרותן.
גבישים נוצרים כאשר פתרון המכיל יונים מתחיל להתקרר. תחשוב אחורה למועד שלמדת על פתרונות רוויים. אתם יודעים שפתרונות יכולים להכיל רק כמות מסוימת של מומס, וככל שהפתרון חם יותר, כך תוכלו להמיס בו יותר מומס.
לכן, כאשר פתרון מתקרר, הוא אינו מסוגל להכיל יונים רבים כל כך. ככל שמתקרר הוא נעשה רווי על ובסופו של דבר יונים מתחילים להצטנח. יונים אלה יכולים להיצמד לכל משטח מחוספס - אפילו לחתיכת אבק - ולהתחיל ליצור גביש. וככל שהפתרון ממשיך להתקרר, ויותר ויותר יונים מזרזים החוצה, הגבישים הולכים וגדלים, עד שבסופו של דבר תוכלו לראות אותם בעין בלתי מזוינת.
מה מעניק לגבישים את צורתם?
צורת גביש תלויה בסוג היונים שהיא מכילה, ובאופן שבו היונים הללו מתקשרים זה עם זה.
זה הכי קל להסביר באמצעות דוגמה, אז בואו נסתכל על מלח שולחן למשך שניות. מלח שולחן עשוי משני סוגים של יונים - נתרן וכלוריד - הממיינים את עצמם לצורת קוביה. הנה איך זה נראה ברמה המיקרוסקופית:
•••ttsz / iStock / GettyImages
כפי שאתה יכול לראות, אטומי הנתרן והכלוריד ממיינים את עצמם לדפוסים מתחלפים: כל יון נתרן מוקף ביון כלוריד ולהיפך. אז אם היית מסתכל על מלח שולחן טהור תחת מיקרוסקופ, היית רואה חבורת גבישים בצורת קובייה.
אבל אף פעם לא גביש יוצר קוביות. תלוי באטומים המרכיבים את הגביש, הוא יכול ליצור כמה צורות.
•••דניאל גריזל / סטון / GettyImages
בדוק את הקריסטל הכחול הזה. ברור שזה לא קוביה. הסיבה לכך היא שהאטומים הכימיים שלה יוצרים גביש משושה - צורת משושה עם קצה מחודד. לדגימה זו כמה מבני קריסטל שנוצרו זה סביב זה, וכך אתה מקבל את המראה ה"מחודד "הזה.
כמובן, סוגים שונים של גבישים יכולים ליצור מבנים מורכבים עוד יותר. חשוב על DNA, דוגמה מורכבת למבנה גבישי מולקולרי. הוא יוצר צורת סליל כפולה - רחוק מהקוביה שנוצרת על ידי מלח שולחן.
ניסויים מדעיים בגידול גביש ביתי משתמשים בדרך כלל במלח שולחן, כך שתוכלו לצפות במבנים דמויי קוביות.
•••Deepwoodsgoodsshop
כיצד לעשות ניסוי גידול גבישים משלך
להכין גבישים משלך בבית קל אם אתה משתמש בערכה. אנחנו אוהבים ערכת גידול הגבישים הזומכיוון שזה בטוח וקל לביצוע ומאפשר לך לצפות בשני סוגים שונים של תצורות קריסטל.
הסיבה לכך היא שהערכה מאפשרת לך לגדל גבישי מלח על שני משטחים שונים. האחד מאפשר לך לגדל גבישים על נתחי פחמן. עם יצירת הקריסטלים הם יצמחו על פני הפחמן ויוצרים סלע מכוסה גביש.
השני מאפשר לך לגדל גבישים על כותנה קטנה. המשטחים המחוספסים של החבל מהווים מקום אידיאלי להיווצרות גבישים. ככל שמבנה הגביש גדל, הוא מתחיל להסתעף. אז בסופו של דבר תצורת דמוי עץ עם "גזע" חבל ו"ענפי "קריסטל.
בשני המקרים, יצירת גבישים אורכת זמן. אבל תתחיל לראות התקדמות בעוד כמה שעות, והגבישים היפים שלך יסיימו לגדול בעוד יומיים-שלושה. ברגע שהם נוצרים, הגבישים שבירים. אבל הצבתם במקום עם לק או ספריי שיער עשויה לעזור להם לשמור על צורתם.
אוהבים גבישים גדלים? נסה את פעילויות המדע האחרות האלה!
אם אתם מתעסקים בקריסטלים וגיאולוגיה (שזה המחקר של סלעים, btw), אתם תאהבו את הניסויים האחרים במדע הקריסטל והפנינה.
•••אֲמָזוֹנָה
התנהלו לחפור את הקריסטל שלכם
ארכיאולוגים הם מומחים בחפירת אתרים היסטוריים - ואתם מבצעים גרסה משלכם לחפירה בבית. זֶה ערכת חפירת קריסטל אבני חן מכיל 20 סוגים שונים של מינרלים, כמו קוורץ ועין הנמר, בתוספת כלים לחשיפתם מאתר החפירה.
•••אֲמָזוֹנָה
לפרוץ כמה גאודים
גאודים נראים כמו סלעים רגילים - עד שאתה פותח אותם ורואה את הגבישים צומחים בפנים. ערכת הגאודה הזו מבית נשיונל ג'יאוגרפיק מגיעים עם 10 גיאודים, גוגלים שיעזרו לכם לפרוץ אותם בבטחה וזכוכית מגדלת מיני לבדיקה מדוקדקת יותר.
•••אֲמָזוֹנָה
הכינו גבישי זוהר
מה יותר טוב מגבישים רגילים? גבישים זוהרים, ברור. זֶה ערכת גידול גביש זוהר מיישם את אותם עקרונות שהוסברו לעיל, ומאפשר ליצור גבישים זוהרים בחושך בתוך שבעה עד עשרה ימים.
