Kristaller, yalnızca mikroskop altında görülebilen kristallerden, özel koşullarda binlerce yılda oluşan dev kristallere kadar çok çeşitli şekil ve boyutlarda gelişebilir. Kristaller karmaşık bir dizi aşamada gelişir, bir çekirdek etrafında gelişir, malzeme toplar ve kristal iletken bir ortamda kaldıkça daha da büyür.
çekirdeklenme
Tüm kristaller, "aşırı doymuş" bir sıvı çözeltide (içinde çözünmüş bir şey olan bir sıvı; örneğin, tuz). Bu, yüz bin yıl veya daha uzun bir süre boyunca bu sıvı çözeltilerden biri ile dolup taşarsa, bir mağarada meydana gelecektir. İlk adım olan çekirdeklenme, bir çözelti içinde yüzen molekül grupları kararlı kümeler halinde birbirine yapışmaya başladığında meydana gelir. Bir molekül kümesinin kararlı hale gelip gelmediği, sıcaklık ve "aşırı doymuş" olup olmadığı da dahil olmak üzere çözelti içindeki birçok faktöre bağlıdır.
aşırı doygunluk
Çözelti, çözebileceğinden daha fazla çözünen malzeme içerdiğinde aşırı doygunluk oluşur. Örneğin, bir fincan kahveye şekeri karıştırmaya devam ederseniz, sıvı sonunda "doymuş" hale gelir ve daha fazla şekeri çözemez. Kahvenin içinde çözünemeyen parçacıklar yüzene kadar daha fazla şeker eklerseniz aşırı doygunluk meydana gelir.
Kristal Büyüme
Çekirdeklenme sırasında moleküllerin birbirine yapışma şekli, kristalin nihai şeklini tanımlamada rol oynar. Kristal büyümesi, çözeltideki kararlı kümeler kritik boyuta ulaştığında meydana gelir (parçalanmadan büyümeye devam etmek için kristal moleküllerinin ulaşması gereken minimum boyutlar). Nükleasyon, kristal büyümesi kritik boyutun ötesinde geliştikçe devam eder ve süper doygunluk tarafından yönlendirilir ve yeni gelişen kristalin çekirdeğine yapışmak için ek moleküller sağlar. Çözelti içindeki koşullara bağlı olarak, çekirdeklenme veya kristal büyümesi diğerine göre baskın olabilir ve farklı boyutta kristallerle sonuçlanabilir. Kristal büyümesi veya çekirdeklenme, aşırı doygunluk sona erene veya mağara tamamen kuruyana kadar devam eder.
Farklı Kristal Türleri
Birçok farklı çözelti türü, farklı kristal türleri üretme yeteneğine sahiptir. Örneğin, tuz suda çözündüğünde ve kurutulduğunda tuz kristalleri oluşur, ancak bir çözeltide çözünen diğer materyaller de kristal oluşturma yeteneğine sahiptir. Galyum ve halit, kristalleştiği bilinen diğer malzemelerdir.
Kendi Kristallerinizi Yapmak
Aşırı doygun hale gelene kadar kaynar suya tuz ekleyerek evde kolayca tuz kristalleri oluşturabilirsiniz. Kristallerin oluşmasına yardımcı olmak için bir parça karton kullanın; bunu tuz moleküllerine çekirdeklenecek bir yer sağlayarak yapar. Aşırı doymuş tuz çözeltisini kartonla birlikte kuruyana kadar güneşte bırakın. Bu, küçük kristallerin oluşmasına izin verecektir.