Кристали се могу развити у широком спектру облика и величина, од кристала видљивих само под микроскопом до високих џиновских кристала насталих хиљадама година у специјализованим условима. Кристали се развијају кроз сложени низ фаза, развијајући се око језгра, сакупљајући материјал и повећавајући се што дуже остану у кристално погодном окружењу.
Нуклеација
Сви кристали настају као резултат два процеса, која се називају „нуклеација“ и „раст кристала“, у „презасићеном“ течном раствору (течност са нечим раствореним у њему; на пример со). То ће се догодити у пећини ако је поплављено једним од ових течних раствора чак сто хиљада година или више. Први корак, нуклеација, јавља се када групе молекула које плутају у раствору почну да се држе у стабилним кластерима. Да ли ће кластер молекула постати стабилан, зависи од многих фактора у раствору, укључујући температуру и да ли је „презасићен“.
Засићеност
До презасићења долази када раствор садржи више растварајућег материјала него што може да се раствори. На пример, ако наставите да мешате шећер у шољу кафе, течност ће на крају постати „засићена“ и више неће моћи да раствори шећер. До презасићења би дошло ако додате још више шећера док честице не лебде у кафи, не могавши да се растворе.
Кристални раст
Начин на који се молекули држе током нуклеације игра улогу у дефинисању коначног облика кристала. Раст кристала се дешава када стабилни кластери у раствору постигну критичну величину (минималне димензије које молекули кристала морају достићи да би наставили раст без распадања). Нуклеација се наставља како се раст кристала развија изнад критичне величине и покреће га презасићењем, пружајући додатне молекуле који се лепе за језгро новонасталог кристала. У зависности од услова у раствору, нуклеација или раст кристала могу бити доминантни над осталим и резултирати кристалима различите величине. Раст или нуклеација кристала се наставља све док се не заврши презасићење или док се пећина потпуно не осуши.
Различите врсте кристала
Много различитих врста раствора има способност стварања различитих врста кристала. На пример, кристали соли се јављају када се сол раствори у води и осуши, али и други материјали растворени у раствору имају способност стварања кристала. Галијум и халит су и други материјали за које је познато да кристалишу.
Израда сопствених кристала
Кристале соли можете лако формирати код куће додавањем соли у кипућу воду док не постане презасићена. Користите комад картона да бисте помогли кристалима да се формирају; то чини обезбеђујући молекулима соли место за нуклеацију. Ставите презасићени раствор соли са картоном на сунце док се не осуши. Ово ће омогућити стварање малих кристала.
