Все окружающее состоит из мельчайших частиц — атомов. Кристаллы представляют собой атомы, организованные в постоянно повторяющиеся структуры. Именно поэтому кристаллы обладают такой четко выраженной внешней формой. Большинство твердых веществ, включая металлы и минералы в каменистых породах, имеют кристаллическую природу.
Вулканические породы обычно образуются из кристаллов, формирующихся, когда раскаленная магма остывает и отвердевает. Кристаллы могут появляться на поверхности земли и тогда, когда происходит испарение различных растворов. Эти два способа кристаллизации мы рассмотрим в первых двух экспериментах.
Форма рождающихся кристаллов зависит от веществ, находящихся в жидком состоянии. Каждый минерал порождает кристаллы особой формы. Вам представится возможность сравнить форму кристаллов в первых двух опытах, где будут использоваться два различных раствора. Последний из экспериментов данной серии покажет, каким образом атомы организуются в кристаллическую структуру. В жидкости атомы свободно перемещаются и связываются друг с другом произвольно — поэтому жидкости и текучи. Когда растворенное вещество начинает отвердевать, атомы собираются в какую-нибудь постоянную структуру, например в пирамидальную, и формируют кристалл. Если атомы находятся в хаотичном состоянии, то возникает газообразная форма вещества.
Рождение кристалла
Оставьте каплю воды на поверхности небольшого чистого и сухого зеркала и положите его в морозильник. Вода замерзнет, и кристаллики льда вы сможете рассмотреть через лупу.
Как вырастить кристаллы из раствора сахара
Вам понадобится:
Вода; мерная чашка; кастрюлька с ручкой; столовая ложка; деревянная мешалка; высокий стеклянный сосуд с прямыми стенками.
Попросите кого-нибудь из взрослых нагреть, но не до кипения, 600 мл (примерно 2% чашки) воды в кастрюльке с ручкой. Столовой ложкой сыпьте, помешивая, сахарный песок в горячую воду до тех пор, пока сахар не перестанет растворяться.
Хорошенько перемешайте полученный раствор и позвольте ему остыть. Затем перелейте остывший раствор в стеклянный сосуд и поставьте туда, где его никто не тронет.
В течение несколько дней или даже недель жидкость будет постепенно испаряться, и начнут формироваться кристаллики сахара. Чем дольше держать без движения ваш экспериментальный сосуд, тем крупнее вырастут в нем кристаллы.
Как вырастить кристаллы из пищевой соды
Вам понадобится:
Как вырастить кристаллы из пищевой соды: пищевая сода; столовая ложка; чаша или стеклянная миска; соломинка; хлопковая нить; канцелярская скрепка; лупа.
Попросите кого-нибудь из взрослых налить 250 мл (одну большую чашку) очень горячей воды в кувшин. Положите туда столовую ложку пищевой соды, а затем продолжайте добавлять ее до тех пор, пока она не перестанет растворяться.
Когда твердое вещество растворяется в жидкости, получается раствор. Только что сделанный вами раствор называется насыщенным, потому что в нем уже невозможно растворить еще больше сухого вещества. Перелейте раствор в чашу, оставив осадок в кувшине.
Чтобы вырасти, кристаллу для начала нужно где-нибудь возникнуть. Привяжите ниткой скрепку к соломинке. Расстояние между соломинкой и скрепкой должно быть равно примерно двум третям глубины чаши.
Установите соломинку поперек чаши, чтобы скрепка могла свободно погрузиться в воду. Пройдет некоторое время, часть воды испарится — и кристаллы начнут образовываться на скрепке.
Через несколько дней извлеките скрепку с кристаллами из раствора в чаше и промойте под холодной водой. Рассмотрите кристаллы под увеличительным стеклом. Вы увидите, что все они одной формы.
Сделаем модель кристалла
Вам понадобится:
Сделаем модель кристалла: небольшой по размеру и неглубокий лоток (похожий на крышку от обувной коробки); пять видов различных детских шариков.
Уложите в лоток слой голубых шариков, вместе они должны образовать на дне квадрат. Каждый центральный шарик-атом должен находиться в окружении восьми таких же. (Некоторые вещества структурно организованы как шестиугольники — особые формы с шестью сторонами.)
Постройте второй уровень. В нем каждый шарик-атом должен располагаться в углублении, образованном четырьмя шариками нижнего уровня.
Надстройте с помощью шариков еще два уровня, чтобы завершить создание модели кристалла, имеющего форму четырехгранной пирамиды (потому что в качестве основания вы использовали квадратный лоток).