المحتوى
يمكن أن تتطور البلورات في مجموعة واسعة من الأشكال والأحجام ، من بلورات مرئية فقط تحت المجهر إلى بلورات عملاقة شاهقة تشكلت على مدى آلاف السنين في ظروف متخصصة. تتطور البلورات من خلال سلسلة معقدة من المراحل ، تتطور حول نواة ، وتجمع المواد وتزداد حجمها كلما تركت في بيئة مواتية للكريستال.
التنوي
تتشكل جميع البلورات نتيجة عمليتين ، تسمى "النواة" و "نمو البلورة" ، في محلول سائل "مفرط التشبع" (سائل يحتوي على شيء مذاب فيه ؛ على سبيل المثال ، الملح). سيحدث ذلك في كهف إذا غمرته إحدى هذه المحاليل السائلة لفترة تصل إلى مائة ألف عام أو أكثر. الخطوة الأولى ، النواة ، تحدث عندما تبدأ مجموعات من الجزيئات العائمة في محلول في التماسك في مجموعات مستقرة. يعتمد مدى استقرار مجموعة من الجزيئات على العديد من العوامل داخل المحلول ، بما في ذلك درجة الحرارة وما إذا كانت "مفرطة التشبع".
التشبع
يحدث التشبع الفائق عندما يحتوي المحلول على مادة مذابة أكثر مما يمكن أن يذوب. على سبيل المثال ، إذا استمرت في تحريك السكر في فنجان قهوة ، فسيصبح السائل في النهاية "مشبعًا" وغير قادر على إذابة أي سكر إضافي. قد يحدث فرط التشبع إذا قمت بإضافة المزيد من السكر حتى تطفو الجزيئات في القهوة ، غير قادر على الذوبان.
نمو البلورات
تلعب الطريقة التي تلتصق بها الجزيئات معًا أثناء النواة دورًا في تحديد الشكل النهائي للبلورة. يحدث نمو البلورات عندما تحقق المجموعات المستقرة في المحلول حجمًا حرجًا (الحد الأدنى للأبعاد التي يجب أن تصل إليها جزيئات البلورة لمواصلة النمو دون التفكك). يستمر Nucleation مع تطور نمو البلورات إلى ما هو أبعد من الحجم الحرج وتحركه بواسطة فرط التشبع ، مما يوفر جزيئات إضافية تلتصق بنواة البلورة الوليدة. اعتمادًا على الظروف داخل المحلول ، قد يكون نمو النواة أو البلورة هو الغالب على الآخر وينتج عن ذلك بلورات بأحجام مختلفة. يستمر نمو البلورة أو نموها إلى أن ينتهي التشبع أو يجف الكهف تمامًا.
أنواع مختلفة من الكريستال
العديد من أنواع الحل المختلفة لديها القدرة على إنتاج أنواع مختلفة من الكريستال. على سبيل المثال ، تحدث بلورات الملح عندما يذوب الملح في الماء ويجفف ، ولكن المواد الأخرى الذائبة في محلول لها القدرة على تكوين بلورات أيضًا. الغاليوم والهاليت من المواد الأخرى المعروفة بالتبلور.
صنع بلورات الخاصة بك
يمكنك بسهولة تشكيل بلورات الملح في المنزل عن طريق إضافة الملح إلى الماء المغلي حتى يصبح مفرط التشبع. استخدم قطعة من الورق المقوى للمساعدة في تشكيل البلورات ؛ وهو يفعل ذلك عن طريق تزويد جزيئات الملح بمكان للنوى. ضع محلول الملح المفرط مع كرتون في الشمس حتى يجف. هذا سيسمح بلورات صغيرة لتشكيل.