Sciencing kan tjäna ersättning genom affiliate-länkar i den här artikeln.
Låt oss vara ärliga: vetenskapliga experiment är inte exakt kända för att vara vackra. Det är förståeligt att forskare bryr sig mer om vad de gjorde under ett experiment och vad de lärde sig - vilket innebär att ditt hemvetenskapliga laboratorium förmodligen inte är exakt TikTok-värdigt.
Men om du längtar efter ett vetenskapsprojekt som är både pedagogiskt och estetiskt tilltalande, är kristalltillverkning din sylt. Hemma kristalltillverkningssatser gör processen superlätt och kan till och med användas för att göra roliga DIY-dekorationer.
Är du redo att prova? Läs vidare för att lära dig allt om kristaller, hur man odlar dem hemma med hjälp av ett kristallodlingssats och andra vetenskapliga experiment du kanske vill prova efter.
Först, vad är en kristall?
För att uttrycka det enkelt är kristaller fasta ämnen som har en standard och fast geometrisk form. På ett tydligare språk är det ett ämne vars atomer organiseras i en enhetlig geometrisk form.
Titta på den kemiska strukturen i en kristall och du ser något som ett rutnät, där atomer är organiserade i ett upprepande mönster. När mönstret expanderar bildar det så småningom en kristallform.
Det finns fyra huvudtyper:
- Joniska kristaller:Som namnet antyder är dessa från positivt och negativt laddade joner. Kristallstrukturen hålls på plats av jonbindningar. Några exempel inkluderar bordssalt
- Kovalenta nätverkskristaller:Dessa är gjorda av atomer som hålls samman av kovalenta bindningar. Ett exempel är diamanter tillverkade av kovalent bundna kolatomer som lockas i en specifik struktur.
- Metallkristaller:Metallkristaller är gjorda av metallatomer, som rent natrium, ordnade i en kristallstruktur.
- Molekylära kristaller:Dessa har en kristallstruktur bildad av molekyler. Ett klassiskt exempel är is: H2O fryst i en kristallin struktur.
Hur bildas kristaller?
Kristaller finns över hela naturen - och även i våra celler och vävnader. Men eftersom kristallväxande vetenskapssatser hanterar joniska kristaller, kommer vi att fokusera på hur de bildas.
Kristaller skapas när en lösning som innehåller joner börjar svalna. Tänk tillbaka till när du lärde dig om mättade lösningar. Du vet att lösningar bara kan innehålla en viss mängd löst ämne, och ju varmare lösningen desto mer löst kan du lösa upp den.
Så när en lösning svalnar kan den inte hålla så många joner. När det blir kallare blir det övermättad - och så småningom börjar joner fälla ut. Dessa joner kan hakas på vilken ojämn yta - till och med en dammbit - och börja bilda en kristall. Och när lösningen fortsätter att svalna och fler och fler joner fäller ut, blir kristallerna större och större tills du så småningom kan se dem med blotta ögat.
Vad ger kristaller deras form?
En kristalls form beror på vilken typ av joner den innehåller och hur dessa joner interagerar med varandra.
Det är lättast att förklara genom ett exempel, så låt oss titta på bordssalt en sekund. Bordsalt är gjort av två typer av joner - natrium och klorid - som sorterar sig i en kubform. Så här ser det ut på mikroskopisk nivå:
•••ttsz / iStock / GettyImages
Som du ser sorterar natrium- och kloridatomerna sig i alternerande mönster: varje natriumjon omges av kloridjon och vice versa. Så om du tittade på rent bordssalt under ett mikroskop skulle du se en massa kubformade kristaller.
Men inte någonsin bildar kristall kuber. Beroende på de atomer som utgör kristallen kan den bilda flera former.
•••Daniel Grizelj / Stone / GettyImages
Kolla in den här blå kristallen. Det är uppenbarligen inte en kub. Det beror på att dess kemiska atomer bildar en sexkantig kristall - en sexkantig form med en spetsig spets. Detta exemplar har flera kristallstrukturer som bildades runt varandra, vilket är hur du får det "spetsiga" utseendet.
Naturligtvis kan olika typer av kristaller bilda ännu mer komplexa strukturer. Tänk på DNA, ett komplext exempel på en molekylär kristallstruktur. Den bildar en dubbel helixform - långt ifrån kuben som bildas av bordssalt.
Hemkristallodlingsvetenskapliga experiment använder vanligtvis bordssalt, så du kan förvänta dig att se kubliknande strukturer.
•••Deepwoodsgoodsshop
Hur man gör ditt eget kristallodlingsexperiment
Att göra egna kristaller hemma är enkelt om du använder ett kit. Vi älskar detta kristallodlingssats, eftersom det är säkert och enkelt att göra, och låter dig observera två olika typer av kristallformationer.
Det beror på att satsen låter dig odla saltkristaller på två olika ytor. Man låter dig odla kristaller på kolbitar. När kristallerna bildas växer de över kolens yta och skapar en kristallklädd sten.
Den andra låter dig odla kristaller på en liten bomull. Repets grova ytor är en idealisk plats för kristaller att bildas. När kristallstrukturen växer börjar den förgrena sig. Så du kommer att sluta med en trädliknande form med ett rep "stam" och kristall "grenar".
I båda fallen tar kristallbildning tid. Men du kommer att börja se framsteg om några timmar, och dina vackra kristaller kommer att växa om två till tre dagar. När de väl har bildats är kristallerna ömtåliga. Men att sätta dem på plats med tydligt nagellack eller hårspray kan hjälpa dem att behålla sin form.
Älskar du växande kristaller? Prova dessa andra vetenskapliga aktiviteter!
Om du gillar kristaller och geologi (vilket är studiet av stenar, btw) kommer du att älska dessa andra kristall- och pärlavetenskapliga experiment.
•••Amazon
Genomför din egen Crystal Dig
Arkeologer är experter på att gräva historiska platser - och du gör din egen version av en grävning hemma. Detta ädelsten kristallgrävningssats innehåller 20 olika typer av mineraler, som kvarts och tigeröga, plus verktyg för att gräva ut dem från grävplatsen.
•••Amazon
Bryt upp några geoder
Geoder ser ut som vanliga stenar - tills du öppnar dem och ser kristallerna växa inuti. Detta geode-kit från National Geographic kommer med 10 geoder, googlar som hjälper dig att bryta dem säkert och ett mini förstoringsglas för närmare granskning.
•••Amazon
Gör glödkristaller
Vad är bättre än vanliga kristaller? Kristaller som lyser uppenbarligen. Detta glödkristallodlingssats tillämpar samma principer som förklarats ovan och gör det möjligt att göra glöd-i-mörk-kristaller inom sju till tio dagar.