Science kan tjene kompensasjon gjennom tilknyttede lenker i denne artikkelen.
La oss være ærlige: vitenskapelige eksperimenter er ikke akkurat kjent for å være pene. Det er forståelig at forskere bryr seg mer om hva de gjorde under et eksperiment og hva de lærte - noe som betyr at hjemmeforskningslaboratoriet ditt sannsynligvis ikke er akkurat TikTok-verdig.
Men hvis du er ute etter et vitenskapelig prosjekt som er både pedagogisk og estetisk tiltalende, er det å lage krystall. Hjemme krystallfremstillingssett gjør prosessen superenkel, og kan til og med brukes til å lage morsomme DIY-dekorasjoner.
Klar til å prøve? Les videre for å lære alt om krystaller, hvordan du kan dyrke dem hjemme ved hjelp av et krystalldyringssett, og andre vitenskapelige eksperimenter du kanskje vil prøve etter.
For det første: Hva er en krystall?
For å si det enkelt, krystaller er faste stoffer som har en standard og fast geometrisk form. I klarere språk er det et stoff hvis atomer organiserer seg i en jevn geometrisk form.
Se på den kjemiske strukturen til en krystall, og du vil se noe som et rutenett, der atomer er organisert i et gjentatt mønster. Når dette mønsteret utvides, danner det til slutt en krystallform.
Det er fire hovedtyper:
- Ioniske krystaller:Som navnet antyder, er disse fra positivt og negativt ladede ioner. Krystallstrukturen holdes på plass av ioniske bindinger. Noen eksempler inkluderer bordsalt
- Kovalente nettverkskrystaller:Disse er laget av atomer som holdes sammen av kovalente bindinger. Et eksempel er diamanter, laget av kovalent bundet karbonatomer tiltrukket av en bestemt struktur.
- Metalliske krystaller:Metallkrystaller er laget av metallatomer, som rent natrium, ordnet i en krystallstruktur.
- Molekylære krystaller:Disse har en krystallstruktur dannet av molekyler. Et klassisk eksempel er is: H20 frosset i en krystallinsk struktur.
Hvordan dannes krystaller?
Krystaller finnes over hele naturen - og til og med i våre celler og vev. Men siden krystallvoksende vitenskapssett håndterer ioniske krystaller, vil vi fokusere på hvordan de dannes.
Krystaller opprettes når en løsning som inneholder ioner begynner å kjøle seg ned. Tenk tilbake til når du lærte om mettede løsninger. Du vet at løsninger bare kan inneholde en viss mengde oppløst stoff, og jo varmere løsningen, jo mer oppløselig kan du oppløse i den.
Så når en løsning avkjøles, er den ikke i stand til å holde så mange ioner. Når det blir kaldere, blir det overmettet - og til slutt begynner ioner å falle ut. Disse ionene kan feste seg på en hvilken som helst grov overflate - til og med et støvstykke - og begynne å danne en krystall. Og ettersom løsningen fortsetter å avkjøles, og flere og flere ioner faller ut, blir krystallene større og større, til du til slutt kan se dem med det blotte øye.
Hva gir krystaller deres form?
En krystalls form avhenger av hvilken type ioner den inneholder, og hvordan disse ionene samhandler med hverandre.
Det er enklest å forklare gjennom et eksempel, så la oss se på bordsalt et øyeblikk. Bordssalt er laget av to typer ioner - natrium og klorid - som sorterer seg i en terningform. Slik ser det ut på et mikroskopisk nivå:
•••ttsz / iStock / GettyImages
Som du kan se, sorterer natrium- og kloridatomene seg i vekslende mønstre: hvert natriumion er omgitt av kloridion og omvendt. Så hvis du så på rent bordsalt under et mikroskop, ville du se en haug med kubeformede krystaller.
Men ikke noen gang danner krystall kuber. Avhengig av atomene som utgjør krystallen, kan den danne flere former.
•••Daniel Grizelj / Stone / GettyImages
Sjekk ut denne blå krystall. Det er tydeligvis ikke en kube. Det er fordi de kjemiske atomene danner en sekskantet krystall - en sekskantform med en spiss spiss. Dette eksemplaret har flere krystallstrukturer som dannet seg rundt hverandre, slik får du det "spisse" utseendet.
Selvfølgelig kan forskjellige typer krystaller danne enda mer komplekse strukturer. Tenk på DNA, et komplekst eksempel på en molekylær krystallstruktur. Den danner en dobbel spiralform - langt fra kuben dannet av bordsalt.
Hjemmekrystallvoksende vitenskapelige eksperimenter bruker vanligvis bordsalt, slik at du kan forvente å se kubelignende strukturer.
•••Deepwoodsgoodsshop
Hvordan lage ditt eget krystalldyrkeeksperiment
Å lage dine egne krystaller hjemme er enkelt hvis du bruker et sett. Vi elsker dette krystallvoksende settet, siden det er trygt og enkelt å gjøre, og lar deg observere to forskjellige typer krystallformasjoner.
Det er fordi settet lar deg dyrke saltkrystaller på to forskjellige overflater. Den ene lar deg dyrke krystaller på karbonbiter. Når krystallene dannes, vil de vokse over overflaten av karbonet og skape en krystallbelagt bergart.
Den andre lar deg dyrke krystaller på en liten bomull. Tauets tøffe overflater er et ideelt sted for dannelse av krystaller. Når krystallstrukturen vokser, begynner den å forgrene seg. Så du vil ende opp med en trelignende form med et "bagasjerom" og krystall "grener".
I begge tilfeller tar krystalldannelse tid. Men du vil begynne å se fremgang i løpet av få timer, og de vakre krystallene dine vil vokse ferdig om to til tre dager. Når de er dannet, er krystallene skjøre. Men å sette dem på plass med klar neglelakk eller hårspray kan hjelpe dem med å holde formen.
Elsker du voksende krystaller? Prøv disse andre vitenskapelige aktivitetene!
Hvis du er interessert i krystaller og geologi (som er studiet av bergarter, btw), vil du elske disse andre krystall- og perlevitenskapelige eksperimentene.
•••Amazon
Gjør din egen Crystal Dig
Arkeologer er eksperter på å grave ut historiske steder - og du gjør din egen versjon av en graving hjemme. Dette edelsten krystallgravesett inneholder 20 forskjellige typer mineraler, som kvarts og tigerøye, pluss verktøy for å grave dem ut fra gravstedet.
•••Amazon
Bryt opp noen geoder
Geoder ser ut som vanlige bergarter - til du åpner dem og ser krystallene vokse inni. Dette geode-settet fra National Geographic kommer med 10 geoder, googler som hjelper deg å bryte dem trygt og et mini forstørrelsesglass for nærmere inspeksjon.
•••Amazon
Lag glødkrystaller
Hva er bedre enn vanlige krystaller? Krystaller som lyser, tydeligvis. Dette glødekrystall voksende kit bruker de samme prinsippene som er forklart ovenfor, og gjør det mulig å lage glød-i-mørke krystaller innen syv til ti dager.