Kristalai gali vystytis labai įvairiomis formomis ir dydžiais - nuo kristalų, matomų tik mikroskopu, iki aukštų milžiniškų kristalų, susidariusių per tūkstančius metų specializuotomis sąlygomis. Kristalai vystosi per sudėtingą etapų seriją, vystosi aplink branduolį, kaupia medžiagą ir didėja, tuo ilgiau jie lieka palankioje kristalams aplinkoje.
Nucleation
Visi kristalai susidaro dėl dviejų procesų, vadinamų „branduolių susidarymu“ ir „kristalų augimu“, „per prisotintame“ skystame tirpale (skystyje, kuriame kažkas ištirpęs; pavyzdžiui, druska). Tai įvyks oloje, jei ji bus užlieta vienu iš šių skystų tirpalų net šimtą tūkstančių metų ar ilgiau. Pirmasis žingsnis - branduolio atlaisvinimas - įvyksta, kai tirpale plūduriuojančių molekulių grupės pradeda sulipti į stabilias grupes. Ar molekulių klasteris taps stabilus, priklauso nuo daugelio tirpale esančių veiksnių, įskaitant temperatūrą ir nuo to, ar jis yra „persotintas“.
Supersotinimas
Supersotinimas įvyksta, kai tirpale yra daugiau tirpstančios medžiagos, nei ji gali ištirpti. Pavyzdžiui, jei toliau maišote cukrų į puodelį kavos, skystis ilgainiui taps „prisotintas“ ir nebegalės ištirpinti daugiau cukraus. Persisotinimas įvyktų, jei pridedate dar daugiau cukraus, kol kavoje sklando dalelės, kurių negalima ištirpinti.
Krištolo augimas
Tai, kaip molekulės sulimpa branduolio metu, vaidina svarbų vaidmenį apibrėžiant galimą kristalo formą. Kristalų augimas įvyksta, kai stabilūs tirpalų klasteriai pasiekia kritinį dydį (mažiausi matmenys, kuriuos kristalų molekulės turi pasiekti, kad tęstų augimą neskaidant). Branduolys tęsiasi, kai kristalų augimas vystosi virš kritinio dydžio ir yra lemiamas persotinimo, suteikiant papildomų molekulių, kurios prilimpa prie pradedančio kristalo branduolio. Priklausomai nuo tirpalo sąlygų, branduolių susidarymas arba kristalų augimas gali vyrauti prieš kitus ir sukelti skirtingo dydžio kristalus. Kristalų augimas arba branduolių atotrūkimas tęsiasi tol, kol baigiasi viršsotinimasis arba urvas visiškai išdžiūsta.
Skirtingi kristalų tipai
Daugybė skirtingų tipų tirpalų gali gaminti skirtingų tipų kristalus. Pavyzdžiui, druskos kristalai atsiranda, kai druska ištirpinama vandenyje ir džiovinama, tačiau kitos medžiagos, ištirpintos tirpale, taip pat gali sudaryti kristalus. Galis ir halitas yra kitos žinomos medžiagos, kurios kristalizuojasi.
Savo kristalų kūrimas
Namuose galite lengvai suformuoti druskos kristalus, į verdantį vandenį įpylę druskos, kol ji persisotins. Kad kristalai susiformuotų, naudokite kartono gabalėlį; tai daro, suteikdama druskos molekulėms vietą branduoliams. Padėkite per prisotintą druskos tirpalą su kartonu saulėje, kol jis išdžius. Tai leis susidaryti mažiems kristalams.
