При медленном образовании соли, как и многие другие вещества, образуют кристаллы. Кристалл — это твердое тело, имеющее строгую геометрическую форму и плоские грани. Многие твердые вещества (см. статю «Твердые тела, жидкости и газы«), даже металлы, состоят из кристаллов, но столь малых, что они невидимы глазом. Многие минералы, в том числе алмазы и изумруды, тоже образуют кристаллы. Самый большой в мире ограненный алмаз «Звезда Африки» в скипетре английской королевской семьи.
Как формируются кристаллы
Некоторые вещества кристаллизируются, когда охлаждаются и твердеют. Другие образуют кристаллы, когда испаряется вода, в которой они были растворены. Форма кристаллов зависит от расположения частиц и связей между ними. Разные вещества образуют разные кристаллы. Основные формы кристаллов: кубическая, тетрагональная, моноклинная и ромбовидная. Кристаллы расщепляются по плоскостям спайности, образуя ровные грани. Плоскость спайности — это граница между частицами кристалла. Если расщеплять кристалл не вдоль плоскости спайности, он рассыплется. Проходя через кристалл кальцита, свет преломляется – меняет направление. Этим объясняется возникновение в кристалле двойного изображения.
Дисплей на жидких кристаллах
Жидкие кристаллы — это кристаллы, при нагревании меняющие цвет и превращающиеся в мутную жидкость до перехода в настоящую жидкость. Они используются в дисплеях часов и калькуляторов. Когда к такому кристаллу прикладывают электрическое напряжение, молекулы выстраиваются и не пропускают свет, что и создает изображение на дисплее.
Кристаллизационная вода
Когда вода соединяется с другим веществом с образованием химической связи, она называется кристаллизационной водой. Кристаллы многих солей содержат кристаллизационную воду. Если подогреть кристаллы стиральной соды, кристаллизационная вода выделяется и растворяет стиральную воду. В кристалле вода химически связана с атомами вещества — в отличие от раствора, где атомы вещества перемешаны с молекулами воды, но химически с ними не связаны. Раствор (SUSO4), кристаллизуясь соединяется с водой и образует CUSO4 + 5H2O. Соединяясь с водой, вещество гидратируется. При нагревании воду можно отделить от твердого вещества. Такой процесс называется дегидратацией, а твердое вещество в этом случае называют безводным. Белый безводный сульфат меди в присутствии воды синеет, поэтому его можно использовать для теста на наличие воды.
Кристаллы льда
Кристаллы кварца образуются в земной коре. Когда к кристаллу кварца подается электрическое напряжение, кристалл колеблется с определенной частотой. Это явление называется пьезоэлектрическим эффектом и может использоваться для измерения времени в часах. В кварцевых часах электрический ток заставляет кристалл кварца колебаться 32 768 раз в секунду.
Вы можете вырастить кристаллы, используя квасцы (сульфаты калия и алюминия), купленные в аптеке. Кристаллы вырастут примерно за три недели. Растворите квасцы в горячей воде. Добавляя их к раствору, пока растворение не прекратиться. Отлейте часть насыщенного раствора в блюдце и оставьте на 3 дня. Оставшуюся часть раствора слейте в банку и закупорьте её. Когда в блюдце появятся кристаллы, обвяжите один из них ниткой и поместите его в банку. Этот кристалл станет зародышем кристаллизации.