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正直に言うと、科学実験は美しいことで正確に知られているわけではありません。 当然のことながら、科学者は実験中に何をしたか、何を学んだかをもっと気にかけています。つまり、自宅の科学実験室はおそらくTikTokに値するものではないでしょう。
しかし、教育的にも美的にも楽しい科学プロジェクトを切望しているのであれば、クリスタル作りはあなたのジャムです。 家庭用クリスタル作成キットを使用すると、プロセスが非常に簡単になり、楽しいDIY装飾を作成するためにも使用できます。
試してみる準備はできましたか? 結晶について、結晶成長キットを使用して自宅で結晶を成長させる方法、および後で試してみたいその他の科学実験について学ぶために読んでください。
まず、クリスタルとは何ですか?
簡単に言えば、結晶は標準的で幾何学的な形をした固体です。 よりわかりやすい言葉で言えば、それは原子が均一な幾何学的形状に組織化されている物質です。
結晶の化学構造を見ると、原子が繰り返しパターンで組織化されているグリッドのようなものが表示されます。 そのパターンが拡大するにつれて、それは最終的に結晶形を形成します。
4つの主要なタイプがあります:
- イオン結晶:名前が示すように、これらは正および負に帯電したイオンからのものです。 結晶構造はイオン結合によって所定の位置に保持されます。 いくつかの例には食卓塩が含まれます
- 共有ネットワーク結晶:これらは、共有結合によって結合された原子でできています。 一例は、特定の構造に引き付けられた共有結合した炭素原子から作られたダイヤモンドです。
- 金属結晶:金属結晶は、純粋なナトリウムのように、結晶構造に配置された金属原子でできています。
- 分子結晶:これらは分子から形成された結晶構造を持っています。 古典的な例は氷です:H20結晶構造に凍結。
結晶はどのように形成されますか?
結晶は自然のいたるところに、そして私たちの細胞や組織にも見られます。 しかし、結晶成長科学キットはイオン結晶を扱っているので、それらがどのように形成されるかに焦点を当てます。
結晶は、イオンを含む溶液が冷え始めると作成されます。 について学んだときのことを思い出してください 飽和溶液. 溶液は特定の量の溶質しか保持できないことを知っています。溶液が温かいほど、より多くの溶質を溶かすことができます。
したがって、溶液が冷えると、多くのイオンを保持できなくなります。 寒くなると 過飽和 –そして最終的にはイオンが沈殿し始めます。 これらのイオンは、どんな粗い表面でも(ほこりでも)ラッチし、結晶を形成し始める可能性があります。 そして、溶液が冷え続け、ますます多くのイオンが沈殿するにつれて、結晶はどんどん大きくなり、最終的には肉眼で見ることができます。
結晶に形を与えるものは何ですか?
結晶の形状は、含まれるイオンの種類と、それらのイオンが互いにどのように相互作用するかによって異なります。
例を通して説明するのが最も簡単なので、テーブルソルトを少し見てみましょう。 食卓塩は、ナトリウムと塩化物の2種類のイオンでできており、立方体の形に分類されます。 微視的なレベルでは次のようになります。
•••ttsz / iStock / GettyImages
ご覧のとおり、ナトリウム原子と塩化物原子は交互のパターンに分類されます。各ナトリウムイオンは塩化物イオンに囲まれており、その逆も同様です。 したがって、顕微鏡で純粋な食卓塩を見ると、立方体の形をした結晶がたくさん見られます。
しかし、結晶が立方体を形成することはありません。 結晶を構成する原子に応じて、いくつかの形状を形成することができます。
•••ダニエルグリゼリ/ストーン/ゲッティイメージズ
この青い水晶をチェックしてください。 それは明らかに立方体ではありません。 これは、その化学原子が六角形の結晶、つまり先端が尖った六角形を形成しているためです。 この標本は、互いに周りに形成されたいくつかの結晶構造を持っています。これにより、その「先のとがった」外観が得られます。
もちろん、さまざまな種類の結晶がさらに複雑な構造を形成する可能性があります。 分子の結晶構造の複雑な例であるDNAについて考えてみてください。 それは二重らせんの形を形成します–食卓塩によって形成された立方体からは程遠いです。
家庭用結晶成長科学実験では通常、食卓塩を使用するため、立方体のような構造が見られることが期待できます。
•••Deepwoodsgoodsshop
独自の結晶成長実験を行う方法
キットを使えば、自宅で自分だけのクリスタルを作るのは簡単です。 私たちは大好きです この結晶成長キット、安全で簡単に実行でき、2種類の結晶形成を観察できます。
これは、キットを使用すると、2つの異なる表面で塩の結晶を成長させることができるためです。 1つは、カーボンチャンク上で結晶を成長させることを可能にします。 結晶が形成されると、それらは炭素の表面全体に成長し、結晶で覆われた岩を作成します。
もう1つは、小さな綿の上で結晶を成長させることができます。 ロープの粗い表面は、結晶が形成されるのに理想的な場所になります。 結晶構造が成長するにつれて、それは分岐し始めます。 そのため、ロープの「幹」と水晶の「枝」が付いた木のような形になります。
どちらの場合も、結晶形成には時間がかかります。 しかし、あなたは数時間で進歩を見るようになり、あなたの美しい結晶は2〜3日で成長を終えます。 それらが形成されると、結晶は壊れやすくなります。 しかし、透明なマニキュアやヘアスプレーでそれらを所定の位置に置くと、それらの形を保つのに役立つ場合があります。
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