Кристаллы – одно из самых необычайных и загадочных явлений природы. Издавна кристаллам приписывают магические свойства. Однако ученые, как современные, так и древние, вместо мистических проявлений пытаются научным способом раскрыть и объяснить необычные и полезные свойства кристаллов, которыми они, несомненно, обладают. Что представляют собой кристаллы, какими свойствами они обладают и можно ли вырастить кристалл в домашних условиях – давайте попробуем во всем этом разобраться.
Наши знания о кристаллах значительно продвинулись со времен алхимии. В современном мире кристаллы играют очень важную роль. Без них не были бы возможны огромные достижения в электронике, оптике. Ну и конечно же кристаллы используются в ювелирном деле.
Чем же так интересны кристаллы современной науке и технике? Ведь они состоят из тех же химических веществ, которые встречаются и не в кристаллическом виде. Например, углерод – очень широко распространенное вещество. Но обычный углерод (ну, скажем, в виде сажи) не обладает теми свойствами, которыми обладает кристаллический углерод – алмаз. Так почему же одно и то же вещество обладает разными свойствами в кристаллической и некристаллической формах?
Все дело в необычном расположении молекул (атомов, ионов) вещества в кристаллах. Если в обычном веществе структуры в расположении составляющих его кирпичиков не прослеживается, то в кристаллическом состоянии эти самые атомы, ионы, молекулы располагаются в строгой геометрической последовательности, называемой кристаллической решеткой. То есть кристалл представляет собой совокупность множества элементарных ячеек.
Чтобы понять, как устроен кристалл, можно представить стену здания: она состоит из множества кирпичей, которые выложены не произвольно, а в строгой последовательности, при этом кирпичи все имеют одинаковую форму. Возможно было бы построить прочное и красивое здание, если бы кирпичи были совершенного различных форм и размеров, а строители выкладывали бы их как им заблагорассудится? Очевидно, что нет. Так и с кристаллом – пока существует строгий порядок расположения частиц в нем, существует кристалл. Стоит этому порядку исчезнуть, разрушится и кристалл. Например, возьмем снежинку – кристалл воды. Пока молекулы воды располагаются в строгой последовательности, снежинка сохраняет свою форму. Но стоит нагреть ее, кристаллическая решетка разрушится, и снежинка превратится просто в капельку воды.
Важнейшим свойством кристаллов является симметрия. В большинстве кристаллов легко просматривается симметричность. Возможно, поэтому кристаллы так притягивают взор. Нам кажется невероятным, что природа смогла изготовить такое геометрически правильное тело.
Но симметрия определяет не только красоту, но и свойства и даже состав кристалла. Это обстоятельство было обнаружено русским ученым Е.С. Федоровым еще на рубеже XIX и XX веков, который явился создателем кристаллохимического анализа, который еще до применения рентгенографии позволял определять состав кристалла исходя из его внешней формы.
Как часто встречаются кристаллы в природе? Может показаться, что кристаллы – довольно редкое явление. Однако это не так. Мелкокристаллические вещества встречаются повсеместно – лед, поваренная соль, многие горные породы. Хотя крупные кристаллы действительно довольно редки. Рекордсменами можно считать кристаллы гипса, обнаруженные в горной шахте в центре Мексики. Их размеры достигали 15 метров в длину и 1 метра в диаметре.
Но природа – не единственный поставщик кристаллов. В ювелирных магазинах можно встретить украшения, рядом с которыми располагается табличка «Натуральный камень». А откуда же тогда берутся драгоценные камни, возле которых нет таких табличек? Их создал человек. Люди тоже научились выращивать кристаллы. С развитием кристаллографии – науки о кристаллах – стало возможным искусственно воспроизводить условия для роста кристаллов. Более того, в некоторых случаях кристаллы возможно вырастить в домашних условиях. Если вас заинтересовала тема кристаллов, можете посмотреть статью с опытом по выращиванию кристалла медного купороса и даже, возможно, попробовать собственные силы в выращивании искусственных кристаллов.
Удачи вам в ваших экспериментах!
Добавить комментарий