როგორ ხდება კრისტალები მღვიმეებში?

კრისტალები შეიძლება განვითარდეს მრავალფეროვანი ფორმით და ზომებით, კრისტალებიდან, რომლებიც მხოლოდ მიკროსკოპში ჩანს, და მაღალ გიგანტურ კრისტალებს, რომლებიც ათასობით წლის განმავლობაში სპეციალურ პირობებში წარმოიქმნა. კრისტალები ვითარდება ეტაპობრივი რთული სერიით, ვითარდებიან ბირთვის გარშემო, აგროვებენ მასალას და იზრდება უფრო დიდხანს, ვიდრე დარჩებიან ბროლის გამტარ გარემოში.

ყველა კრისტალი წარმოიქმნება ორი პროცესის შედეგად, რომელსაც ეწოდება "ბირთვი" და "ბროლის ზრდა", "ზეჯერ გაჯერებულ" თხევად ხსნარში (სითხე, რომელშიც გახსნილია რაღაც; მაგალითად, მარილი). ეს მოხდება გამოქვაბულში, თუ იგი დატბორილია ამ თხევადი ხსნარებით ასი ათასი წლის ან მეტი ხნის განმავლობაში. პირველი ნაბიჯი, ბირთვი ხდება მაშინ, როდესაც ხსნარში მცურავი მოლეკულების ჯგუფები იწყებენ ერთმანეთთან სტაბილურ გროვებს. გახდება თუ არა მოლეკულების კასეტური სტაბილური, ეს დამოკიდებულია ხსნარის მრავალ ფაქტორზე, მათ შორის ტემპერატურაზე და არის თუ არა ის „ზედ გაჯერებული“.

სუპერგაჯერება ხდება მაშინ, როდესაც ხსნარი შეიცავს უფრო მეტ გამხსნელ მასალას, ვიდრე დაითხოვს. მაგალითად, თუ თქვენ გააგრძელებთ შაქრის ფქვილის ყავას, სითხე საბოლოოდ "გაჯერდება" და ვეღარ გახსნის შაქარს. სუპერ გაჯერება მოხდება, თუ კიდევ დაამატებთ მეტ შაქარს მანამ, სანამ ნაწილაკები არ ყურავენ ყავაში და ვერ იხსნება.

ბირთვის დროს მოლეკულების ერთმანეთთან შერწყმის მეთოდი თამაშობს როლს კრისტალის საბოლოო ფორმის განსაზღვრაში. ბროლის ზრდა ხდება მაშინ, როდესაც ხსნარში მდგრადი მტევანი აღწევს კრიტიკულ ზომას (მინიმალური ზომები, რომლებსაც კრისტალის მოლეკულები უნდა მიაღწიონ, რომ განაგრძონ ზრდა დაშლის გარეშე). ბირთვი გრძელდება, რადგან ბროლის ზრდა კრიტიკულ ზომას მიღმა ვითარდება და ზედმეტად გაჯერებაა განპირობებული, რაც უზრუნველყოფს დამატებით მოლეკულებს ახალშობილი კრისტალის ბირთვში ჩასართავად. ხსნარის პირობებიდან გამომდინარე, ბირთვი ან კრისტალური ზრდა შეიძლება იყოს უპირატესობა სხვაზე და გამოიწვიოს სხვადასხვა ზომის კრისტალები. კრისტალების ზრდა ან ბირთვი გრძელდება მანამ, სანამ არ დასრულდება სუპერ გაჯერება ან მღვიმე მთლიანად გაშრება.

სხვადასხვა ტიპის ხსნარს აქვს სხვადასხვა სახის ბროლის წარმოქმნის უნარი. მაგალითად, მარილის კრისტალები გვხვდება, როდესაც მარილი იხსნება წყალში და აშრობენ, მაგრამ ხსნარში გახსნილ სხვა მასალებს აქვთ კრისტალების შექმნის უნარიც. გალიუმი და ჰალიტი კრისტალიზებისთვის ცნობილი სხვა მასალებია.

თქვენ მარტივად შეგიძლიათ შექმნათ მარილის კრისტალები სახლში, დაამატეთ მარილი მდუღარე წყალში, სანამ ის არ გახდება ზედმეტი. გამოიყენეთ მუყაოს ნაჭერი, რომ კრისტალები ჩამოყალიბდეს. ამას აკეთებს მარილის მოლეკულების ბირთვული ადგილის მიცემით. მოათავსეთ ზეჯერ გაჯერებული მარილის ხსნარი მუყაოსთან ერთად, სანამ არ გაშრება. ეს საშუალებას მისცემს მცირე კრისტალებს შექმნან.