Indhold
Krystaller kan udvikle sig i et stort udvalg af former og størrelser, fra krystaller, der kun er synlige under et mikroskop til ruvende kæmpe krystaller dannet over tusinder af år under specialiserede forhold. Krystaller udvikler sig gennem en kompleks række trin, udvikler sig omkring en kerne, opsamler materiale og bliver større, jo længere de bliver tilbage i et krystalfremmende miljø.
kernedannelse
Alle krystaller dannes som et resultat af to processer, kaldet "nucleation" og "crystal growth", i en "overmættet" væskeopløsning (en væske med noget opløst i det, for eksempel salt). Dette vil forekomme i en hule, hvis det oversvømmes med en af disse flydende opløsninger i så længe som hundrede tusind år eller mere. Det første trin, nucleation, opstår, når grupper af molekyler, der flyder i en opløsning, begynder at klæbe sammen i stabile klynger. Hvorvidt en klynge af molekyler bliver stabil afhænger af mange faktorer i opløsningen, herunder temperatur, og om den er "overmættet."
overmætning
Overmætning finder sted, når opløsningen indeholder mere af det opløselige materiale, end det kan opløses. For eksempel, hvis du fortsætter med at omrøre sukker i en kop kaffe, bliver væsken til sidst "mættet" og ikke i stand til at opløse mere sukker. Overmætning ville forekomme, hvis du tilføjede endnu mere sukker, indtil partikler flydede i kaffen og ikke kunne opløses.
Krystallvækst
Den måde molekylerne klæber sammen under nukleation spiller en rolle i at definere den eventuelle form af krystallen. Krystallvækst opstår, når de stabile klynger i opløsningen opnår kritisk størrelse (de minimale dimensioner, som krystalmolekylerne skal nå for at fortsætte væksten uden at gå i stykker). Nukleation fortsætter, når krystalvækst udvikler sig ud over kritisk størrelse og drives af overmætning, hvilket tilvejebringer yderligere molekyler til at klæbe fast ved kernen i den voksende krystal. Afhængig af betingelserne i opløsningen kan nukleation eller krystalvækst være fremherskende i forhold til den anden og resultere i krystaller af forskellig størrelse. Krystallvækst eller nucleation fortsætter, indtil overmætning er afsluttet, eller hulen tørrer fuldstændigt.
Forskellige typer krystal
Mange forskellige typer af opløsninger har evnen til at fremstille forskellige typer krystal. F.eks. Forekommer saltkrystaller, når salt opløses i vand og tørres, men andre materialer, der er opløst i en opløsning, har også evnen til at danne krystaller. Gallium og halit er andre materialer, der vides at krystallisere.
Lav dine egne krystaller
Du kan let danne saltkrystaller derhjemme ved at tilføje salt til kogende vand, indtil det bliver overmættet. Brug et stykke pap til at hjælpe krystallerne med at danne sig; det gør det ved at give saltmolekylerne et sted at kerne. Placer den overmættede saltopløsning med pap i solen, indtil den tørrer. Dette tillader dannelse af små krystaller.