Učenje lahko zasluži odškodnino s povezanimi povezavami v tem članku.
Bodimo iskreni: znanstveni eksperimenti niso ravno znani po tem, da so lepi. Razumljivo je, da znanstvenike bolj skrbi, kaj so naredili med eksperimentom in kaj so se naučili - kar pomeni, da vaš domači laboratorij verjetno ni ravno vreden TikTok-a.
Če pa hrepenite po znanstvenem projektu, ki je vzgojno in estetsko prijeten, je izdelava kristalov vaša marmelada. Kompleti za izdelavo kristalov doma olajšajo postopek in bi jih lahko celo uporabili za zabavne okraske.
Ste pripravljeni poskusiti? Preberite, če želite izvedeti vse o kristalih, kako jih gojiti doma s pomočjo kristalnega kompleta in drugih znanstvenih poskusih, ki bi jih morda želeli preizkusiti.
Najprej, kaj je kristal?
Poenostavljeno povedano, kristali so trdne snovi, ki imajo standardno in postavljeno geometrijsko obliko. V preprostejšem jeziku gre za snov, katere atomi se organizirajo v enotno geometrijsko obliko.
Oglejte si kemično strukturo kristala in videli boste nekaj podobnega mreži, kjer so atomi organizirani v ponavljajočem se vzorcu. Ko se ta vzorec širi, sčasoma tvori kristalno obliko.
Obstajajo štiri glavne vrste:
- Jonski kristali:Kot že ime pove, so ti iz pozitivno in negativno nabitih ionov. Kristalno strukturo držijo ionske vezi. Nekateri primeri vključujejo kuhinjsko sol
- Kristali kovalentne mreže:Ti so sestavljeni iz atomov, ki jih držijo kovalentne vezi. En primer so diamanti, izdelani iz kovalentno vezanih ogljikovih atomov, ki jih privlači posebna struktura.
- Kovinski kristali:Kovinski kristali so narejeni iz kovinskih atomov, kot je čisti natrij, razporejeni v kristalno strukturo.
- Molekularni kristali:Ti imajo kristalno strukturo, oblikovano iz molekul. Klasičen primer je led: H20 zamrznjena v kristalno strukturo.
Kako nastajajo kristali?
Kristale najdemo po vsej naravi - in celo v naših celicah in tkivih. Ker pa se kristalno rastoči znanstveni kompleti ukvarjajo z ionskimi kristali, se bomo osredotočili na to, kako ti nastajajo.
Kristali nastanejo, ko se raztopina, ki vsebuje ione, začne ohlajati. Pomislite na to, kdaj ste se naučili nasičene raztopine. Veste, da lahko raztopine vsebujejo samo določeno količino topljene snovi in čim toplejša je raztopina, tem več raztopljene snovi se lahko v njej raztopi.
Ko se raztopina ohladi, ne more zadržati toliko ionov. Ko se ohladi, postane prenasičena - in sčasoma se ioni začnejo obarvati. Ti ioni se lahko zapahnejo na katero koli hrapavo površino - tudi kos prahu - in začnejo tvoriti kristal. In ko se raztopina ohlaja in se vedno več ionov obarva, kristali postajajo vedno večji, dokler jih sčasoma ne vidite s prostim očesom.
Kaj daje kristalom njihovo obliko?
Oblika kristala je odvisna od vrste ionov, ki jih vsebuje, in od tega, kako ti ioni medsebojno delujejo.
Najlažje je to razložiti s primerom, zato si za sekundo poglejmo kuhinjsko sol. Namizna sol je narejena iz dveh vrst ionov - natrija in klorida -, ki se razvrstijo v kockasto obliko. Evo, kako je videti na mikroskopski ravni:
•••ttsz / iStock / GettyImages
Kot lahko vidite, se atomi natrija in klorida razvrstita po izmeničnih vzorcih: vsak natrijev ion je obdan s kloridnim ionom in obratno. Če bi torej pod mikroskopom pogledali čisto kuhinjsko sol, bi videli kup kristalov v obliki kocke.
Toda kristal nikoli ne tvori kock. Glede na atome, ki sestavljajo kristal, lahko tvori več oblik.
•••Daniel Grizelj / Stone / GettyImages
Oglejte si ta modri kristal. Očitno ni kocka. To je zato, ker njegovi kemični atomi tvorijo šesterokotni kristal - šesterokotno obliko s koničasto konico. Ta primerek ima več kristalnih struktur, ki so nastale ena okoli druge, tako dobite tisti "koničasti" videz.
Seveda lahko različne vrste kristalov tvorijo še bolj zapletene strukture. Pomislite na DNA, zapleten primer molekularne kristalne strukture. Oblikuje dvojno vijačno obliko - daleč od kocke, ki jo tvori kuhinjska sol.
Domači kristalno naraščajoči znanstveni poskusi običajno uporabljajo kuhinjsko sol, zato lahko pričakujete, da boste videli kocke podobne strukture.
•••Deepwoodsgoodsshop
Kako narediti lasten poskus pridelave kristalov
Izdelava lastnih kristalov doma je enostavna, če uporabljate komplet. Ljubimo ta kristalno pridelani komplet, saj je to varno in enostavno narediti ter vam omogoča opazovanje dveh različnih vrst kristalnih tvorb.
To je zato, ker vam komplet omogoča gojenje kristalov soli na dveh različnih površinah. Ena vam omogoča gojenje kristalov na kosih ogljika. Ko se kristali oblikujejo, rastejo po površini ogljika in ustvarjajo kamnito pokrito kamnino.
Drugi vam omogoča gojenje kristalov na majhnem bombažu. Grobe površine vrvi so idealno mesto za nastanek kristalov. Ko kristalna struktura raste, se začne razvejati. Tako boste na koncu dobili drevesno obliko z vrvnim "deblom" in kristalnimi "vejami".
V obeh primerih nastanek kristalov zahteva čas. Toda napredek boste začeli opazovati v nekaj urah in vaši čudoviti kristali bodo gojili v dveh do treh dneh. Ko se oblikujejo, so kristali krhki. Toda če jih postavite na mesto s prozornim lakom ali lakom za lase, jim lahko pomaga ohraniti obliko.
Ljubite rastoče kristale? Preizkusite te druge znanstvene dejavnosti!
Če se ukvarjate s kristali in geologijo (kar je študija kamnin, btw), vam bodo všeč ti drugi eksperimenti s kristali in dragulji.
•••Amazonka
Izvedite svoj kristalni dig
Arheologi so strokovnjaki za izkopavanje zgodovinskih najdišč - vi pa doma naredite svojo različico kopanja. To komplet kristalov za dragi kamen vsebuje 20 različnih vrst mineralov, kot sta kremen in tigrovo oko, ter orodja za odkrivanje z mesta kopanja.
•••Amazonka
Odpri nekaj geod
Geode izgledajo kot navadne kamnine - dokler jih ne odprete in ne vidite kristalov, ki rastejo v notranjosti. Ta komplet geode od National Geographic prihaja z 10 geodami, očali, ki vam pomagajo, da jih varno odprete, in mini povečevalnim steklom za natančnejši pregled.
•••Amazonka
Naredite sijoče kristale
Kaj je boljšega od običajnih kristalov? Kristali, ki očitno svetijo. To komplet za gojenje kristalnega sijaja uporablja enaka zgoraj pojasnjena načela in omogoča izdelavo kristalov, ki se svetijo v temi, v sedmih do desetih dneh.