Sisältö
Kiteitä voi kehittyä monenlaisissa muodoissa ja kokoissa, vain kiteistä, jotka ovat näkyvissä vain mikroskoopilla, tuhansien vuosien ajan erikoistuneissa olosuhteissa muodostuneisiin jähmeihin kidekiteisiin. Kiteet kehittyvät monimutkaisten vaiheiden läpi, kehittyessä ytimen ympärille, keräämällä materiaalia ja kasvavat suuremmiksi, mitä pidemmäksi ne jätetään kideä johtavassa ympäristössä.
nucleation
Kaikki kiteet muodostuvat kahden prosessin, nimeltään "ytimen muodostuminen" ja "kiteen kasvu", tuloksena "ylikyllästetyssä" nestemäisessä liuoksessa (neste, johon on liuennut jotain; esimerkiksi suola). Tämä tapahtuu luolassa, jos sitä tulvii jollain näistä nestemäisistä liuoksista vähintään satatuhatta vuotta tai enemmän. Ensimmäinen vaihe, nukleoituminen, tapahtuu, kun liuoksessa kelluvat molekyyliryhmät alkavat tarttua yhteen vakaissa klustereissa. Se, saako molekyyliryhmä stabiiliksi, riippuu monista liuoksen tekijöistä, mukaan lukien lämpötila ja onko se "ylikyllästetty".
Ylikyllästys
Ylikyllästyminen tapahtuu, kun liuos sisältää enemmän liuottavaa ainetta kuin se voi liuottaa. Esimerkiksi, jos jatkat sokerin sekoittamista kuppiin kahvia, neste muuttuu lopulta "kylläiseksi" eikä kykene liuottamaan enää sokeria. Ylikyllästyminen tapahtuu, jos lisäät vielä enemmän sokeria, kunnes hiukkaset leijuvat kahvissa, joita ei voida liuottaa.
Kristallikasvu
Tapa, jolla molekyylit tarttuvat toisiinsa ydinmuodostuksen aikana, on merkitys kiteen lopullisen muodon määrittelyssä. Kidekasvu tapahtuu, kun liuoksen vakaat klusterit saavuttavat kriittisen koon (vähimmäismitat, joiden kidemolekyylien on saavutettava kasvun jatkamiseksi ilman hajoamista). Ydinvoima jatkuu, kun kidekasvu kehittyy yli kriittisen koon ja sitä ohjaa ylikyllästyminen, jolloin saadaan lisämolekyylejä tarttumaan alkavan kiteen ytimeen. Liuoksen olosuhteista riippuen nukleaatio tai kidekasvu voi olla hallitseva toisten suhteen ja johtaa erikokoisiin kiteisiin. Kidekasvu tai nukleaatio jatkuu, kunnes ylikylläisyys loppuu tai luola kuivuu kokonaan.
Erityyppiset kristallit
Monilla erityyppisillä ratkaisuilla on kyky tuottaa erityyppisiä kiteitä. Esimerkiksi suolakiteitä esiintyy, kun suola liuotetaan veteen ja kuivataan, mutta myös muilla liuokseen liuenneilla materiaaleilla on kyky muodostaa kiteitä. Gallium ja haliitti ovat muita materiaaleja, joiden tiedetään kiteytyvän.
Omien kristallien luominen
Voit muodostaa suolakiteitä helposti kotona lisäämällä suolaa kiehuvaan veteen, kunnes se muuttuu ylikylläiseksi. Käytä palapahvaa auttaaksesi kiteitä muodostamaan; se tekee niin tarjoamalla suolamolekyyleille paikka nukleoitua. Aseta ylikyllästetty suolaliuos kartongin kanssa aurinkoon, kunnes se kuivuu. Tämän avulla pienet kiteet voivat muodostua.