Проектно-исследовательская работа «Кристаллы и их применение». 11-й класс

Введение

Мы живём в мире, в котором большая часть веществ находится в твёрдом состоянии. Мы пользуемся различными механизмами, инструментами, приборами. Живём в домах и квартирах. Имеем мебель, бытовые приборы, современнейшие средства связи: телевидение, радио, компьютеры и т. д. А ведь все это твёрдые тела. С физической точки зрения, человек – твёрдое тело. Так что же такое твёрдые тела?

В отличие от жидкостей, твёрдые тела сохраняют не только объём, но и форму, т. к. положение в пространстве частиц, составляющих тело, стабильно. Из-за значительных сил межмолекулярного взаимодействия частиц не могут удаляться друг от друга на значительные расстояния.

В природе часто встречаются твёрдые тела, имеющие форму правильных многогранников. Такие тела назвали кристаллами. Изучение физических свойств кристаллов показало, что геометрически правильная форма – не главная их особенность.

Знаменитое изречение академика А.Е. Ферсмана “Почти весь мир кристалличен. В мире царит кристалл и его твёрдые прямолинейные законы” полностью согласуется с неугасающим научным интересом учёных всего мира и всех областей знания к данному объекту исследования. В конце 60-х годов прошлого века начался серьёзный научный прорыв в области жидких кристаллов, породивший “индикаторную революцию” по замене стрелочных механизмов на средства визуального отображения информации. Позже в науку вошло понятие биологический кристалл (ДНК,вирусы и т. д. ), а в 80-х годах ХХ века – фотонный кристалл.

Что такое кристаллы? Какими свойствами они обладают? Что такое кристаллическая решётка? Как растут кристаллы? Можно ли кристалл вырастить в домашних условиях? Как и где они применяются в настоящее время? Какие кристаллы можно назвать драгоценными камнями? Вот эти вопросы заинтересовали нас, и мы попытались найти на них ответы, т. к. в учебнике этой теме отводится только один параграф и ответов на эти вопросы мы не нашли, или эти ответы были неполными. Тема “Кристаллические тела” считаем актуальна. Благодаря новейшим открытиям в области физики твёрдого тела, а точнее в физике кристаллических тел произошёл огромный скачок в развитии науки и техники, современных средств связи, компьютерной техники, космических аппаратов.

Поэтому мы наиболее полно и всесторонне решили изучить эту проблему, поставили цели и определённые задачи.

Цели работы:

• Проследить эволюцию взглядов на природу кристаллов;
• Изучить строение и физическое свойства кристаллов, благодаря которым они нашли такое широкое применение;
• Исследовать области применения кристаллов;
• Выяснить, почему человек издавна обращает внимание на некоторые кристаллы и называет их драгоценными, за какие свойства и качества.
• Выращивание кристаллов и наблюдение за процессом их роста.

Задачи:

• Провести анализ источников по теме проекта;
• Познакомиться с представлениями ученых о твердых кристаллах на протяжении нескольких столетий;
• Рассмотреть особенности пространственных решеток и их классификацию;
• Изучить физические свойства кристаллов;
• Познакомиться с применением жидких кристаллов;
• Выбрать способ, приемлемый для выращивания кристаллов в домашних условиях;
• Создать мультимедийную презентацию по теме проекта.

2. Кристаллы и их физические свойства

2. 1. Понятие “кристалл”.

Слово “кристаллос” у древних греков обозначало лед. Так же назывался и водяно-прозрачный кварц (горный хрусталь), ошибочно считавшийся тогда “окаменевшим льдом”. Впоследствии этот термин был распространён на все кристаллические тела.

Кристаллами обычно называют твердые тела, образующиеся в природных или лабораторных условиях и имеющие вид многогранников, которые напоминают самые строгие геометрические построения. Поверхность таких фигур ограничена совершенными плоскостями — гранями, пересекающимися по прямым линиям ребрам. Точки пересечения ребер образуют вершины. Данное определение нельзя назвать правильным и оно требует ряд существенных поправок, так как охватывает не все кристаллические образования. Приведем несколько примеров, доказывающих это:

На рисунке (См. Приложение № 1). изображены кристаллы меди (в виде кристаллического скелета) и буля искусственного рубина. У кристалла меди хорошо разрослись ребра и вершины, а граней почти не видно. На округлом кристалле алмаза плоские грани заменены выпуклыми поверхностями, а ребра кривыми линиями.

На буле искусственного рубина вовсе нет ни граней, ни ребер, ни выступающих вершин. Вспомним всем известную горную породу гранит, состоящую из зерен полевого шпата, кварца и слюды. Все эти зерна — кристаллы, однако их неправильные извилистые контуры не сохранили никаких следов прямолинейности и плоскогранности. Гранит возник из огненно-жидкого глубинного расплава — магмы. В процессе остывания расплава из него выпадало множество кристалликов полевого шпата, кварца, слюды. Одновременно рост всех этих твердых образований, мешавших друг другу развиваться, и привел к тому, что отдельные кристаллы не смогли получить свойственную им правильную многогранную форму. Зернистые кристаллические агрегаты, аналогичные граниту и другим горным породам, имеют самое широкое распространение не только в природе, но и в окружающей нас рабочей и домашней обстановке. Металлы и сплавы, каменные строительные материалы, цемент и кирпич — все это состоит из кристаллических зерен.

Для образования хорошо ограненных кристаллов необходимо, чтобы ничто не мешало им свободно и всесторонне развиваться, не теснило бы их и не препятствовало их росту.

Кристаллами можно назвать все твердые тела, в которых слагающие их частицы (атомы, ионы, молекулы) расположены строго закономерно наподобие узлов пространственных решеток. Это определение является всеобъемлющим, оно приложимо к любым однородным кристаллическим телам: и булям, и зернам, и “скелетам”, и плоскогранным фигурам.

2. 2 Пространственная решетка.

На рисунке (См.

Приложение № 2) показаны модели закономерного расположения атомов (ионов) в кристаллах поваренной соли NaCl и кальцита СаСОз.

Во всех без исключения кристаллических постройках из атомов — в структурах кристаллов можно выделить множество одинаковых атомов, расположенных наподобие узлов пространственной решетки. Чтобы представить себе такую решетку, мысленно заполним пространство множеством равных параллелепипедов, параллельно ориентированных и соприкасающихся но целым граням.

Простейший пример такой постройки из параллелепипедов представляет кладка из одинаковых кубиков или кирпичиков, вплотную приложенных друг к другу. Если внутри каждого параллелепипеда выделить соответственные точки, например, их центры или вершины, то можно получить модель пространственной решетки.

В реальных кристаллических структурах места узлов пространственной решетки могут занимать отдельные атомы или ионы (заряженные атомы), а также молекулы. Прямые линии, по которым расположены частицы в решетке, называют “рядами”, а плоскости, усаженные частицами, именуются “плоскими сетками”. Для всех без исключения кристаллов характерно решетчатое строение.

2.3 Разнообразие форм кристаллов. Симметрии в кристаллах.

Форма кристалла зависит от его внутреннего строения, т. е. от кристаллической структуры (под структурой понимается пространственное расположение всех материальных частиц: атомов, молекул, ионов, слагающих кристалл).

Такую структуру схематично изображают в виде пространственной решетки. При этом вершины, ребра и грани кристалла соответствуют узлам, рядам и плоским сеткам решетки. “Важнейшие” грани, лучше всего развитые и чаще всего встречающиеся на кристаллах какого-либо вещества, совпадают с плоскими сетками, наиболее густо покрытыми частицами. Этот закон, открытый французским ученым Огюстом Браве (1811- 1863), дает понятие о зависимости формы кристалла от его структуры. На формирование кристаллического тела накладывает свой отпечаток и питающая его среда. Обратимся теперь к самим формам кристаллов.

В течение долгих столетий геометрия кристаллов казалась таинственной и неразрешимой загадкой. В 1619 г. великий немецкий математик и астроном Иоганн Кеплер (1571-1630) обратил внимание на шестерную симметрию снежинок. Он попытался объяснить её тем, что кристаллы построены из мельчайших одинаковых шариков, теснейшим образом присоединенных друг к другу (вокруг центрального шарика можно вплотную разложить только шесть таких же шариков). По пути, намеченному Кеплером, пошли впоследствии Роберт Гук (1635-1703) и М. В. Ломоносов (1711-1765). Они также считали, что элементарные частицы внутри кристаллов можно уподобить плотно упакованным шарикам. Принцип плотнейших шаровых упаковок лежит в основе структурной кристаллографии.

Через 50 лет после Кеплера (в 1669 г. ) датский геолог, кристаллограф Николаус Стеной (1638-1686) впервые сформулировал основные понятия о формировании кристаллов: “Рост кристалла происходит не изнутри, как у растений, но путем наложения на внешние плоскости кристалла мельчайших частиц, приносящихся извне некоторой жидкостью”.

Внимательно разглядывая реальные кристаллы кварца, Стеной обратил также внимание на их отклонения от идеальных геометрических многогранников с плоскими гранями и прямыми ребрами от идеализированных схем. Однако все эти отклонения привели учёного к открытию основного закона геометрической кристаллографии — закон постоянства углов.

“Грани кристалла могут изменяться по своей форме и относительным размерам, но их взаимные наклоны постоянны и неизменны для каждого рода кристаллов”.

Закон постоянства углов явился надежным фундаментом для развития геометрической кристаллографии и дал богатейший материал для установления истинной симметрии кристаллических тел.

Кристаллограф Репе Жюст Гаюи (1743-1822) заметил, что случайно выпавший из его рук большой кристалл кальцита раскололся па множество маленьких параллелепипедальных (ромбоэдрических) осколков (кальцит обладает хорошей спайностью способностью раскалываться — по ромбоэдру). В этот именно момент в его уме зародилась новая теория строения кристаллов. Гаюи предположил, что кристаллы построены не из мельчайших шариков, а из молекул параллелепипедальной формы и что предельно малые спайные осколки и являются этими самыми молекулами. Иными словами, кристаллы представляют собой своеобразные кладки из молекулярных “кирпичиков” (См. Приложение №3)

Эта теория сыграла в свое время большую историческую роль, дав толчок к зарождению теории решетчатого строения кристаллов. Этим не исчерпываются заслуги Гаюи. Впервые обратил он внимание на то, что наблюдателю, разглядывающему кристалл с разных сторон, нередко кажется, что перед ним как бы повторяется одна и та же картина. Объясняется это тем, что такой кристалл состоит из повторяющихся равных частей. Гаюи одним из первых уловил симметричное строение множества кристаллических тел

Французский кристаллограф Браве будучи моряком-метеорологом заинтересовался формами снежинок и стал углубленно заниматься наукой о кристаллах. В отличие от своих предшественников, приписывавших элементарным частицам в кристаллах шаровую или параллелепипедальную форму, Браве отказался от всяких предположений относительно таинственных и недоступных тогда форм молекул или атомов. Молекулярные “кирпичики” Гаюи были заменены Браве точками центрами их тяжести. Выделив в кирпичной кладке центры тяжести всех кирпичиков, получим уже знакомую нам пространственную решетку.

Высказав гипотезу о решетчатом строении всех вообще кристаллических тел, Браве заложил основу современной структурной кристаллографии задолго до экспериментальных исследований кристаллических структур с помощью рентгеновских лучей. Согласно закону кристаллографической симметрии для кристаллов возможны оси симметрии лишь первого, второго, третьего, четвертого и шестого порядков. Тем самым на кристаллических фигурах никогда не бывает осей симметрии пятого порядка, а также осей симметрии порядка выше шестого, так как они невозможны в решетках. (См. Приложение №4)

В 1867 г. наш соотечественник, крупный военный специалист, профессор артиллерийского училища академик А. В. Гадолин (1828-1892) был также большим любителем и знатоком минералов и их кристаллических форм. В его классическом труде “Вывод всех кристаллографических систем и их подразделений из одного общего начала” раз и навсегда было установлено существование 32 видов симметрии для конечных кристаллографических фигур. Они являются основой математического вывода форм, возможных для кристаллов.

Полный набор элементов симметрии для конечных кристаллических фигур (кристаллических многогранников):С, Р, L|, L2, L3, L4, Ц, Li4, L|6.

Перебрав все возможные комбинации перечисленных элементов симметрии, мы и получим 32 комбинации — 32 вида симметрии (См. Приложение № 4).

Виды симметрии подразделяются на три категории (низшую, среднюю и высшую) и на семь систем – сингоний. “Сингония” — по-гречески сходноугольность. Название “триклинная” указывает также по-гречески на три косых угла (система координатных осей для триклинных кристаллов является целиком косоугольной). “Моноклинная” — один косой угол (в системе координатных осей один угол косой и два прямых). “Ромбическая” сингония обнаруживает часто наличие ромбических сечений в кристаллах. “Тригональная” — треугольная; “тетрагональная” — четырехугольная; “гексагональная” — шестиугольная. Эти названия также связаны с характерными сечениями кристаллических форм. Название “кубическая” сингония происходит от главной формы — куба.

2. 4. Монокристаллы и поликристаллы

Кристаллические тела могут быть монокристаллами и поликристаллами. Монокристаллом называют одиночный кристалл, имеющий макроскопическую упорядоченную кристаллическую решётку. Монокристаллы обычно обладают геометрически правильной внешней формой, но этот признак не является обязательным.

Большинство встречающихся в природе и получаемых в технике твердых тел представляют собой совокупность сросшихся друг с другом хаотически ориентированных маленьких кристаллов — кристаллитов. Такие тела называются поликристаллами. В отличие от монокристаллов поликристаллы изотропны, т. е. их свойства одинаковы во всех направлениях.

2. 5 Полиморфизм кристаллов

Многие вещества в кристаллическом состоянии могут существовать в двух или более фазовых разновидностях (модификациях), отличающихся физическими свойствами. Это явление называется полиморфизмом. Каждая модификация устойчива в определенном интервале температур и давлений.

Упорядоченное расположение атомов или молекул в кристалле определяется действием сил межатомного или межмолекулярного взаимодействия. Тепловое движение атомов и молекул нарушает эту упорядоченную структуру. При каждом сочетании давления и температуры реализуется тот тип укладки частиц, который в данных случаях наиболее устойчив и энергетически выгоден, т. е. то или иное фазовое состояние.

Превращения кристаллов одного и того же вещества с различным типом решетки друг с другом происходят в соответствии с фазовыми переходами типа плавления и испарения. Каждому давлению соответствует определённая температура, при которой оба типа кристаллов сосуществуют. При изменении этих условий происходит фазовый переход. Хорошим примером данного явления является углерод. В природе встречаются три аллотропические модификации углерода: алмаз, графит и карбин. (См. Приложение №5)

Алмаз кристаллическое вещество с атомной кристаллической решеткой. Каждый атом в кристалле алмаза связан атомами. Это обусловливает исключительную твердость алмаза. Алмаз широко применяют для обработки особо твердых материалов: для резки стекла, при буровых работах, для вытягивания проволоки и др. Алмаз практически не проводит электрический ток, плохо проводит тепло. Прозрачные образцы алмаза сильно преломляют лучи света и при огранке красиво блестят, из таких алмазов делают украшения (бриллианты).

Графит непрозрачен, серого цвета, обладает металлическим блеском. В кристаллической решетке графита атомы углерода расположены слоями, состоящими из шестичленных колец. В них каждый атом углерода связан прочными ковалентными связями с тремя соседними атомами. За счет четвертого валентного электрона каждого слоя возникает металлическая связь. Этим объясняется металлический блеск и довольно хорошая электрическая проводимость и теплопроводность графита. Из графита изготовляют электроды для электрохимических и электрометаллургических процессов.

Между слоями в графите действуют межмолекулярные силы. Поэтому графит легко расслаивается на чешуйки. При слабом трении графита о бумагу на ней остается серый след (“графит” от латинского “пишущий”). Графит применяют для изготовления грифелей карандашей, в технике в качестве смазочного материала.

Графит тугоплавок, химически весьма устойчив. Из смеси графита с глиной изготовляют, огнеупорные тигли для выплавки металлов в металлургии. Графит применяют как материал для труб теплообменников в химической промышленности. В ядерных реакторах его используют в качестве замедлителя нейтронов.

Карбин стал известен сравнительно недавно. Он был получен советскими учеными, а уже позднее обнаружен в природе. Это черный порошок. Кристаллическая решетка построена из линейных углеродных цепочек. По электрической проводимости карбин занимает промежуточное положение между алмазом (диэлектрик) и графитом (проводник): карбин — полупроводник.

Аллотропические модификации углерода взаимопревращаемы. При нагревании алмаз постепенно переходит в графит. Для превращения графита в алмаз требуются очень высокое давление (порядка МО» Па) и высокая температура (1500-3000 °С). В настоящее время искусственное получение алмазов из графита проводится в производственных масштабах.

2. 6 Анизотропия кристаллов

Плотность расположения частиц в кристаллической решетке не одинакова по различным направлениям. Это приводит к зависимости свойств монокристаллов от направления анизотропии.

Анизотропия — зависимость физических свойств вещества от направления. Физические свойства поликристаллов не зависят от направления: они изотропны.

Изотро п и я независимость физических свойств вещества от направления.

Простейший пример анизотропии кристаллов - неодинаковая их прочность по разным направлениям. Это свойство наглядно проявляется при дроблении кристаллических тел.

Тепловые, электрические и оптические свойства также не одинаковы по различным направлениям. Анизотропия физических свойств кристаллов и правильная внешняя форма получили объяснение на основе атомно-молекулярной теории строения вещества.

Различна в разных направлениях и теплопроводность монокристаллов. У графита теплопроводность вдоль слоев в четыре раза больше, чем по нормали к слоям: тепло легче передастся в тех плоскостях и направлениях, где атомы плотнее упакованы.

Графит — пример кристалла с так называемой слоистой структурой, у него различие структуры вдоль слоев и поперёк них бросается в глаза. В других структурах эти различия могут быть не так уж очевидны, но всегда от симметрии структуры, от расположения атомов, от сил связи между ними зависит анизотропия свойств кристалла.

Особенно наглядна анизотропия механических свойств кристаллов. Кристаллы со слоистой структурой — слюда, гипс, графит, тальк в направлении слоев совсем легко расщепляются на тонкие листочки, но невозможно разрезать или расколоть их в других плоскостях.

Бесцветные кристаллы каменной соли прозрачны, как стекло. А вот разбиваются они совсем не как стекло. Если ударить ножом или молоточком по кристаллу, он разбивается на кубики с ровными, гладкими, плоскими гранями. Это явление спайности. т. е. способности раскалываться по ровным, гладким плоскостям, так называемым плоскостям спайности. Кристаллы кальцита тоже обладают весьма совершенной спайностью: при ударе они всегда разбиваются на так называемые ромбоэдры с гладкими, плоскими гранями. Ромбоэдр — это косоугольный параллелепипед, или, можно сказать, куб, вытянутый вдоль одной из его диагоналей.

Спайность — это проявление анизотропии прочности кристаллов: силы сцепления между атомами в некоторых симметрично расположенных плоскостях очень малы, и кристаллы раскалываются по этим плоскостям.

3. Кристаллы — драгоценные камни.

3. 1 Происхождение и строение драгоценных камней.

Все драгоценные камни, за редким исключением, принадлежат миру минералов. Напомним об их происхождении и строении. Минералы могут возникать различными способами. Одни образуются из огненно-жидких расплавов и газов в недрах Земли или из вулканических лав, извергнутых на ее поверхность (магматические минералы). Другие выпадают из водных растворов либо растут с помощью организмов на (или вблизи) земной поверхности (осадочные минералы). Новые минералы образуются путем перекристаллизации уже существующих минералов под влиянием больших давлений и высоких температур в глубинных слоях земной коры (метаморфические минералы).

Химический состав минералов выражают формулой. Примеси при этом не учитываются, даже если они вызывают появление цветовых оттенков, вплоть до полного изменения цвета минерала. Почти все минералы кристаллизуются в определенных формах, то есть представляют собой кристаллы - однородные по составу тела с регулярным расположением атомов, ионов или молекул в решетке. Кристаллы характеризуются строгими геометрическими формами и ограничены преимущественно гладкими плоскими гранями. В большинстве своем кристаллы мелки, отчасти даже микроскопически малы; но встречаются и гигантские экземпляры. Внутренняя структура кристаллов (пространственная решетка) определяет их физические свойства, в том числе внешнюю форму, твердость и способность раскалываться, тип излома, плотность и оптические явления.

В кристаллографии все кристаллы систематизированы, распределены по семи сингониям (системам) (См. Приложение № 6): кубической, тетрагональной, гексагональной, тригональной, ромбической, моноклинной и триклинной. Различия между ними проводятся по кристаллографическим осям и углам, под которыми эти оси пересекаются.

Кубическая сингония (иногда называемая также правильной): все три оси одинаковой длины и ориентированы взаимно перпендикулярно. Типичные формы кристаллов — куб, октаэдр (восьмигранник), ромбододекаэдр (12-гранник с четырехугольными гранями), пентагондодекаэдр (12-гранник с пятиугольными гранями), икоситетраэдр (24-гранник), гексакисоктаэдр (48-гранник).

Тетрагональная, или квадратная, сингония : три оси расположены взаимно перпендикулярно; две из них имеют одинаковую длину и лежат в одной плоскости, третья (главная ось) — длиннее или короче. Типичные формы кристаллов: квадратные призмы и пирамиды, трапецоэдр и восьмигранные пирамиды, а также бипирамиды.

3. 2 Самоцвет или драгоценный камень.

Эту группу камней отличает одна объединяющая их черта — особая красота. Драгоценный камень - понятие, не имеющее единого определения. Самоцветами называли лишь немногие камни. Ныне число их резко возросло и продолжает увеличиваться. В большинстве своем это минералы, гораздо реже — минеральные агрегаты (горные породы). К драгоценным камням относят также некоторые материалы органического происхождения: янтарь, кораллы, жемчуг. Даже ископаемые органические остатки (окаменелости) используются в качестве украшений. По своему назначению к драгоценным камням близок ряд других ювелирных материалов: дерево, кость, стекло и металл. Воспроизведение природных самоцветов путем синтеза, а также искусственное получение камней, не имеющих аналогов в природе, еще больше расширило многообразие драгоценных камней.

Поделочный камень. Это собирательный термин, который относится ко всем камням, используемым как в качестве украшения, так и для производства камнерезных изделий. Иногда поделочными называют менее ценные или непрозрачные камни. На практике его часто применяют просто как синоним термина “драгоценный камень”, ибо нет убедительных оснований для четкого разграничения “ювелирных” и “прочих” камней.

Принято различать ювелирные (драгоценные) камни, применяющиеся в ювелирных изделиях, и поделочные камни, предназначенные для производства камнерезных изделий (шкатулок, пепельниц и т. п.), а также промежуточную группу ювелирно-поделочных камней.

Ювелирное изделие. Это украшение, состоящее из одного или нескольких драгоценных камней, оправленных в благородный металл. Иногда ювелирными изделиями называют и шлифованные драгоценные камни без оправы, а также украшения из драгоценных металлов без камней.

Самоцветы известны человеку уже не менее семи тысячелетий. Первыми из них были аметист, горный хрусталь, янтарь, гранат, нефрит, яшма, кораллы, лазурит, жемчуг, серпентин, изумруд и бирюза. Эти камни долгое время оставались доступными лишь представителям привилегированных классов и не только служили украшениями, но и символизировали общественный статус их владельцев. Княжеские регалии, усеянные драгоценными камнями, свидетельствовали о богатстве и могуществе феодалов. Поныне в различных сокровищницах и музеях мы любуемся великолепными драгоценностями былых эпох.

В наши дни находятся люди, которые надевают оправленный в золото или платину драгоценный камень, чтобы продемонстрировать свою состоятельность, но чаще ювелирные украшения служат нашему собственному удовольствию, доставляя радость своей красотой и гармонией.

Даже сегодня мы приобретаем тот или иной самоцвет, испытывая к нему какую-то непонятную симпатию или склонность. Неудивительно, что в прежние, менее просвещенные времена драгоценным камням приписывалась таинственная сила. Самоцветы служили амулетами и талисманами, якобы защищавшими от враждебных сил их обладателя и приносившими ему счастье. Одни камни оберегали от зла, другие сохраняли здоровье, служили противоядием, спасали от чумы, вызывали милость владык или способствовали благополучному возвращению из плавания.

Вплоть до начала XIX в. драгоценные камни использовали даже в лечебных целях. В одних случаях считалось достаточным иметь определенный камень, в других — его накладывали на больное место, в третьих — толкли в порошок и принимали внутрь. Старинные лечебники содержат “точные” сведения, какой камень может помочь от той или иной болезни. Лечение драгоценными камнями получило название литотерапии. Порой оно приносило успех, однако его следует приписывать не самому камню, а психологическому внушению, оказавшему благотворное действие на больного. Неудачи в лечении объяснялись тем, что камень оказался “не настоящим”. В Японии и сегодня в медицинских целях продаются таблетки из истолченных в порошок жемчужин, (то есть в основном из углекислого кальция).

Прямым следствием бытовавшего представления о сверхъестественных силах, присущих драгоценным камням, явилась их связь с астрологией: их “приписали” к зодиакальным созвездиям. Отсюда возникли “счастливые” камни дней рождения, то есть самоцветы, которые надлежало носить людям, рожденным под тем или иным знаком Зодиака. Эти камни должны всегда сопутствовать своим владельцам, якобы защищая их от всякого рода напастей. Впоследствии такие самоцветы стали “счастливыми” камнями месяцев. Равным образом существуют камни, которые связывают с Солнцем, Луной и планетами нашей Солнечной системы. С течением времени “приписка” драгоценных камней неоднократно менялась. Совсем недавно некоторые страны избрали себе в качестве государственного символа драгоценный камень, добываемый на их территории.

В современных религиях драгоценным камням отведено определенное место. Так, четырьмя рядами драгоценных камней украшен нагрудник иудейского первосвященника. Подобные камни сверкают на тиарах и митрах папы и епископов христианской церкви, а также на ковчегах, дароносицах, раках и окладах икон.

Но зачастую самоцветы рассматриваются исключительно как помещение капитала. И действительно, высокая стоимость драгоценных камней, заключенная в столь малую форму, доказала свою стабильность во всех экономических бурях последних десятилетий.

3. 3 Спайность и излом

Многие минералы раскалываются или расщепляются по ровным плоским поверхностям. Это свойство минералов называется спайностью и зависит от строения их кристаллической решетки, от сил сцепления между атомами. Различают спайность весьма совершенную (эвклаз), совершенную (топаз) и несовершенную (гранат). У целого ряда драгоценных и поделочных камней (например, у кварца) она вообще отсутствует. Отдельностью называется способность кристалла раскалываться в определенных участках по параллельно ориентированным поверхностям.

Наличие спайности необходимо учитывать при шлифовке и огранке камней, а также при вставке их в оправу. Сильное механическое воздействие может вызвать раскол (трещину) по спайности. Часто для этого бывает достаточно легкого удара или чрезмерного надавливания при определении твердости. (См. Приложение № 7) Термические напряжения, возникающие в процессе ювелирной газоплазменной пайки, могут приводить к образованию в камне трещин спайности, а это не только снижает ценность камня, но и чревато опасностью того, что он в дальнейшем и вовсе расколется по возникшим трещинам. Огранка фасетами драгоценного камня с весьма совершенной спайностью (например, эвклаза) требует большого искусства.

Спайность использовалась для аккуратного расчленения крупных камней на части или для отделения дефектных участков. Самый большой из когда-либо найденных алмазов ювелирного качества “Куллинан” (3106 кар) был в 1908 г. расколот по спайности на три крупных куска и множество мелких частей. Теперь подобные операции выполняются преимущественно путем распиловки, что позволяет лучше использовать форму камня, а также избежать нежелательных трещин и расколов.

Форму поверхности фрагментов, на которые распадается минерал при ударе, называют изломом. Он бывает раковистым (похожим на отпечаток раковины), неровным, занозистым, волокнистым, ступенчатым, ровным, землистым и пр. Иногда излом может служить диагностическим признаком, позволяющим различать сходные по внешнему облику минералы. Раковистый излом типичен, например, для всех разновидностей кварца и для имитаций драгоценных камней из стекла.

3. 4 Плотность

Плотностью (прежде ее именовали удельным весом) называется отношение массы вещества к массе того же объема воды. Следовательно, камень, имеющий плотность 2,6, во столько же раз тяжелее равного объема воды.

Плотность драгоценных камней колеблется от 1 до 7. Камни с плотностью ниже 2 кажутся нам легкими (янтарь 1,1), от 2 до 4 — нормальной тяжести (кварц 2,65), и выше 5 — тяжелыми (касситерит 7,0). Наиболее дорогие драгоценные камни, такие, как алмаз, рубин, сапфир, имеют более высокую плотность, чем главные породообразующие минералы, прежде всего кварц и полевой шпат. Благодаря этому в текучих водах они отлагаются раньше кварцевых песков и накапливаются в так называемых россыпных месторождениях.

Определение плотности драгоценных камней может очень помочь коллекционеру при их идентификации.

Плотность определяют двумя методами (См. Приложение №8): методом гидростатического взвешивания и методом погружения в тяжелые жидкости. Первый из них хотя и отнимает много времени, но не требует больших затрат. Что же касается второго метода, то он довольно сложен, а подчас и дорог, но зато позволяет быстро провести надежное сравнение по плотности крупных партий незнакомых камней.

Метод гидростатического взвешивания основан на законе Архимеда; путем погружения неизвестного камня в воду определяется его объем, а плотность затем рассчитывается по простой формуле: Плотность камня = Масса камня : Объём камня

Гидростатические весы каждый может смастерить собственными силами. Достаточно приспособить для этого аптекарские рычажные весы. Испытуемый объект взвешивается сначала в воздухе, а затем в воде; разность полученных значений соответствует массе вытесненной воды и тем самым в числовом выражении — объему камня.

3. 5 Меры массы драгоценных камней

Карат — единица массы, бытующая в торговле драгоценными камнями и в ювелирном деле с античных времен. Не исключено, что само слово “карат” происходит от местного названия (kuara) африканского кораллового дерева, семена которого использовались для взвешивания золотого песка, но более вероятно, что оно ведет начало от греческого названия (keration) широко распространенного в Средиземноморье рожкового дерева, плоды которого изначально служили “гирьками” при взвешивании драгоценных камней (масса одной такой гирьки в среднем примерно равна карату). В 1907 г. Международным комитетом мер и весов на конференции в Париже был введен метрический карат, равный 200 мг, или 0,2 г. До того масса карата, принятого в крупнейших центрах мировой торговли драгоценными камнями, несколько различалась. Отсюда расхождения в массе исторических алмазов, встречающиеся в литературе. Сокращенное обозначение карата — кар. Доли карата выражают в виде простых (например, 1/16 кар) или десятичных (с точностью до второго знака после запятой, например 1,25 кар) дробей. При взвешивании самых мелких алмазов используется также единица массы, называемая “пункт” (англ. point) и равная 0,01 карата. На помещенном здесь рисунке представлены в натуральную величину точные размеры бриллиантов с современной огранкой и соответствующие им значения массы в каратах; из него видно, как соотносятся поперечник бриллианта и его масса. Разумеется, для камней, имеющих другую плотность и другие формы огранки, эти соотношения будут иными. Не следует путать карат как единицу массы драгоценных камней с каратом как мерой чистоты (пробности) золота, употребляемой в ювелирном деле. В этом втором случае карат служит не единицей массы, а мерой качества золотого сплава. Чем больше число каратов, тем выше содержание чистого золота в ювелирном изделии, а масса его может быть при этом какой угодно.

Грамм — единица массы, используемая в торговле ювелирными камнями для менее дорогих камней, и особенно для необработанного камнецветного сырья (например, группы кварца).

Гран [от лат. granum — зерно (пшеницы)] — мера массы жемчуга. Соответствует 0,05 г, то есть 0,25 кар. Сейчас гран все более вытесняется каратом. Употребляемая прежде в торговле жемчугом японская мера массы “момма” (=3,75 г= 18,75 кар) теперь в европейской торговле практически не используется.

Цена. В торговле драгоценными камнями обычно указывается цена за 1 карат. Чтобы вычислить полную стоимость камня, надо перемножить цену и его массу в каратах. При продаже камня конечному потребителю обычно называется полная цена. Стоимость одного карата прогрессивно возрастает с увеличением размеров и массы камней.

4. Оптические свойства драгоценных камней

В ряду физических свойств драгоценных камней оптические свойства играют главенствующую роль, определяя их цвет и блеск, сверкание (“огонь”) и люминесценцию, астеризм, иризацию и прочие световые эффекты. При испытании и идентификации драгоценных камней также все большее место отводится оптическим явлениям.

4. 1 Цвет

Цвет — первое, что бросается в глаза при взгляде на всякий драгоценный камень. Однако для большинства камней их цвет не может служить диагностическим признаком, так как многие из них окрашены одинаково, а некоторые выступают в нескольких цветовых обличиях.

Причиной различных окрасок является свет, то есть электромагнитные колебания, лежащие в определенном интервале длин волн. Человеческий глаз воспринимает только волны так называемого оптического диапазона — примерно от 400 до 700 нм. Эта область видимого света подразделяется на 7 главных частей, каждая из которых соответствует определенному цвету спектра: красному, оранжевому, желтому, зеленому, голубому, синему, фиолетовому. При смешении всех спектральных цветов получается белый цвет. Если, однако, какой-либо интервал длин волн абсорбируется (“поглощается”), из смеси остальных цветов возникает определенная — уже не белая — окраска. Камень, пропускающий все длины волн оптического диапазона, кажется бесцветным; если же, напротив, весь свет поглощается, то камень приобретает самую темную из видимых окрасок — черную. При частичном поглощении света по всему видимому диапазону волн камень выглядит мутно-белым или серым. Но если, наоборот, абсорбируются только вполне определенные длины волн, то камень приобретает окраску, соответствующую смешению оставшихся непоглощенными частей спектра белого света. Главными носителями цвета — хромофорами, обусловливающими окраску драгоценных камней, - являются ионы тяжелых металлов: железа, кобальта, никеля, марганца, меди, хрома, ванадия и титана, способные абсорбировать определенные длины волн в видимой области.

Окраска циркона и некоторых других минералов вызывается не ионами-хромофорами, а деформациями кристаллической решетки, точнее, возникновением в ней радиационных дефектов под воздействием радиоактивного излучения, что вызывает селективное (избирательное) поглощение света.

На поглощение света и тем самым на окраску кристалла влияет также длина пути, проходимого в нем световыми лучами. Соответственно при шлифовке необходимо стремиться использовать это обстоятельство к максимальной выгоде для камня. Светлоокрашенные камни шлифуются более толстыми, а при огранке фасеты наносятся с таким расчетом, чтобы удлинить путь прохождения лучей сквозь камень, то есть усилить абсорбцию. Слишком темные камни, наоборот, следует шлифовать потоньше, чтобы несколько высветлить их. К примеру, темно-красный гранат-альмандин при шлифовке кабошоном высверливают с нижней стороны, чтобы сделать полым.

Цвет драгоценных камней зависит также от освещения, поскольку спектры искусственного (электрического) и дневного (солнечного) света различны. Существуют камни, на окраску которых искусственный свет оказывает неблагоприятное влияние (сапфир), и такие, которые при вечернем (искусственном) свете только выигрывают, усиливая свое сияние (рубин, изумруд). Но резче всего перемена цвета выражена у александрита: днем он выглядит зеленым, вечером — красным.

4. 2 Светопреломление

Нам не раз приходилось видеть, что палка, под острым углом не до конца погруженная в воду, как бы “переламывается” у водной поверхности. Нижняя часть палки, находящаяся в воде, приобретает иной наклон, чем верхняя, находящаяся в воздухе. Это происходит вследствие преломления света, всегда проявляющегося при переходе светового луча из одной среды в другую, то есть на границе двух веществ, если луч направлен косо к поверхности их раздела.

Величина светопреломления всех кристаллов драгоценных камней одного и того же минерального вида постоянна (иногда она слегка колеблется, но в пределах весьма узкого интервала). Поэтому числовое выражение этой величины — показатель преломления (часто называемый просто преломлением или светопреломлением) - используется для диагностики драгоценных камней. Показатель преломления определяется как отношение скоростей света в воздухе и в кристалле. Дело в том, что отклонение светового луча в кристалле вызывается именно уменьшением скорости распространения этого луча в оптически более плотной среде.

В алмазе свет распространяется в 2,4 раза медленнее, чем в воздухе. Показатели преломления драгоценных камней находятся в интервале 1,2-2,6. В зависимости от цвета и месторождения драгоценного камня его преломление может несколько варьировать. Двупреломляющие камни имеют два или даже три показателя светопреломления. Измерение показателей преломления на практике производится с помощью рефрактометра. Их значения непосредственно считываются со шкалы прибора. .

Без больших технических трудностей и затрат можно измерять светопреломление иммерсионным методом — погружая камень в жидкости с известным показателем преломления и наблюдая границы раздела. Насколько светлыми и резкими кажутся контуры камня или ребра между фасетами, а также по видимой ширине границ раздела можно довольно точно оценивать показатель преломления драгоценного камня.

4. 3 Дисперсия

При прохождении сквозь кристалл белый свет не только испытывает преломление, но и разлагается на спектральные цвета, так как показатели светопреломления кристаллических веществ зависят (притом в разной степени) от длины волны падающего света. А поскольку отдельным цветам спектра белого света соответствуют разные длины волн, то они преломляются неодинаково, как показано на рисунке. Скажем, у алмаза показатель преломления для красных лучей (длина волны 687 нм) составляет 2,407, для желтых (длина волны 589 нм) — 2,417, для зеленых (длина волны 527 нм) — 2,427 и для фиолетовых (длина волны 397 нм) — 2,465. Явление разложения белого света кристаллом на все цвета радуги называется дисперсией.

Дисперсия бывает хорошо заметна только у бесцветных камней. Природные и синтетические камни с высокой дисперсией (например, фабулит, рутил, сфалерит, титанит, циркон) используются в ювелирном деле как заменители алмаза. В качестве числовой меры дисперсии драгоценных камней обычно принимается разность показателей преломления для длин волн красной и фиолетовой частей спектра.

4. 4 Поверхностные оптические эффекты: световые фигуры и цветовые переливы

У многих ювелирных камней наблюдаются световые фигуры в виде определенным образом ориентированных полосок света, а также цветовые переливы поверхности. Ни те, ни другие не зависят, ни от собственной окраски камня или присутствия элементов-примесей, ни от его химического состава. Причины их появления кроются в явлениях отражения, интерференции и дифракции световых волн.

Эффект “кошачьего глаза” присущ камням, представляющим собой агрегаты параллельно сросшихся волокнистых или игольчатых индивидов либо содержащим тонкие параллельно ориентированные полые каналы. Эффект возникает вследствие отражения света на таких параллельных срастаниях (или каналах) и состоит в том, что при повороте камня по нему пробегает узкая светлая полоска, вызывающая в памяти светящийся щелевидный зрачок кошки. Наибольшее впечатление от этого эффекта достигается, если камень отшлифован в форме кабошона, притом так, что плоское основание кабошона располагается параллельно волокнистой структуре камня. Самым ценным считается хризоберилловый кошачий глаз, его и называют просто кошачьим глазом. Но аналогичный эффект встречается у очень многих ювелирных камней. Наибольшей известностью пользуются кварцевый кошачий, соколиный и тигровый глаз. Все другие разновидности кошачьего глаза, кроме хризобериллового, требуют более точного минералогического определения (“кварцевый” и т. п. ).

Астеризм (от лат. astrum — созвездие) — появление на поверхности камня световых фигур в виде светлых полосок, пересекающихся в одной точке и напоминающих звездные лучи; число этих лучей и угол их пересечения определяются симметрией кристаллов. По своей природе он аналогичен эффекту кошачьего глаза с той лишь разницей, что отражающие включения — тонкие волокна, иголочки или канальцы — имеют в разных участках различную ориентировку. Большое впечатление производят шестилучевые звезды у кабошонов рубина и сапфира. У других камней встречаются также четырех- и в единичных случаях двенадцатилучевые звезды. У розового кварца, отшлифованного в форме шара, лучи проходят кругами по всей поверхности. Если закономерное расположение игольчатых включений оказывается частично нарушенным, то возникают недоразвитые звезды, имеющие облик круговых шкал с черточками-делениями или ярких светлых точек - “световых узелков”. Звездчатые камни называют астериями. Астеризм создают и у синтетических ювелирных камней.

Адулярисценция — голубовато-белое мерцающее сияние лунного камня, драгоценной разновидности адуляра (отсюда название эффекта). При движении кабошона из лунного камня это сияние, или отлив, скользит по его поверхности. Эффект объясняется интерференцией света на тонких параллельных пластинках ортоклаза и альбита (криптопертита), из которых построен лунный камень.

Авантюрисценция — пестрая цветовая игра блестящих, искрящихся отражений света от чешуйчатых включений на, большей частью, непрозрачном фоне (в непрозрачных камнях). В авантюриновом полевом шпате, или солнечном камне, блестящие чешуйки принадлежат гематиту или гетиту, в авантюриновом кварце это чешуйки хромсодержащей слюдки (фуксита) или гематита, в искусственном авантюриновом стекле — стружки меди.

Иризация (от лат. iris — радуга) — радужная цветовая игра некоторых ювелирных камней, результат разложения белого цвета, преломляющегося на мелких разрывах и трещинках в камне, на спектральные цвета. У горного хрусталя этот эффект усиливается или даже вызывается искусственно путем создания трещинок в камне, так как иризация повышает его ценность.

5. Жидкие кристаллы

5.1 Понятие “жидкий кристалл”

Всё чаще мы стали встречаться с термином “жидкие кристаллы”. Мы все часто с ними общаемся, и они играют немаловажную роль в нашей жизни. Многие современные приборы и устройства работают на них. К таким относятся часы, термометры, дисплеи, мониторы и прочие устройства. Что же это за вещества с таким парадоксальным названием “жидкие кристаллы” и почему к ним проявляется столь значительный интерес? В наше время наука стала производительной силой, и поэтому, как правило, повышенный научный интерес к тому или иному явлению или объекту означает, что это явление или объект представляет интерес для материального производства. В этом отношении не являются исключением и жидкие кристаллы. Интерес к ним, прежде всего, обусловлен возможностями их эффективного применения в ряде отраслей производственной деятельности. Внедрение жидких кристаллов означает экономическую эффективность, простоту, удобство.

5. 2. Классификация жидких кристаллов и их физические свойства

В то время существование жидких кристаллов представлялось каким-то курьезом, и никто не мог предположить, что их ожидает почти через сто лет большое будущее в технических приложениях. Поэтому после некоторого интереса к жидким кристаллам сразу после их открытия о них через некоторое время практически забыли.

Противоречивые свойства жидких кристаллов представлялись многим авторитетам весьма сомнительными, но и в том, что свойства различных жидкокристаллических веществ (соединений, обладавших жидкокристаллической фазой) оказывались существенно различными. Так, одни жидкие кристаллы обладали очень большой вязкостью, у других вязкость была невелика. Одни жидкие кристаллы проявляли с изменением температуры резкое изменение окраски, так что их цвет пробегал все тона радуги, другие жидкие кристаллы такого резкого изменения окраски не проявляли. Внешний вид образцов различных жидких кристаллов при рассматривании их под микроскопом оказывался совсем различным. В одном случае в поле поляризационного микроскопа могли быть видны образования, похожие на нити, в другом — наблюдались изображения, похожие на горный рельеф, а в третьем — картина напоминала отпечатки пальцев.

Заслуга в создании основ современной классификации жидких кристаллов принадлежит французскому ученому Ж. Фриделю. В двадцатые годы Фридель предложил разделить все жидкие кристаллы на три большие группы (См. Приложение №9).

Одну группу жидких кристаллов Фридель назвал нематическими, другую смектическими. Он же предложил общий термин для жидких кристаллов — “мезоморфная фаза”. Этот термин происходит от греческого слова “мезос” (промежуточный), а вводя его, Фридель хотел подчеркнуть, что жидкие кристаллы занимают промежуточное положение между истинными кристаллами и жидкостями как по температуре, так и по своим физическим свойствам. Нематические жидкие кристаллы в классификации Фриделя включали уже упоминавшиеся выше холестерические жидкие кристаллы как подкласс.

Самые “кристаллические” среди жидких кристаллов — смекатические. Для смекатических кристаллов характерна двумерная упорядоченность. Молекулы размещаются так, чтобы их оси были параллельны. Более того, они “понимают” команду “равняйся” и размещаются в стройных рядах, упакованных на смекатических плоскостях, и в шеренгах — на нематических. Смекатическим жидким кристаллам свойственно многое из того, о чем пойдет речь ниже, и нечто особенное — долговременная память. Записав, например, изображение на такой кристалл, можно затем долго любоваться “произведением”. Однако эта особенность смекатических кристаллов для воспроизводящих элементов индикационных устройств, телевизоров и дисплеев не слишком удобна. Тем не менее, они находят применение в промышленности, к примеру, в индикаторах давления.

Упорядоченность нематических сред ниже, чем у смекатических. Молекулам дозволено смещаться относительно длинных осей, поэтому упорядоченность становится “односторонней”, а реакция на внешнее воздействие относительно быстрой, память — короткой. Смекатические плоскости отсутствуют, а вот нематические сохраняются. Термин “холестерические жидкие кристаллы” не случаен, поскольку наиболее характерным и на практике самым используемым кристаллом этого класса является холестерин. Молекулы холестерина и аналогов размещаются в нематических плоскостях. Особенность молекул холестерического типа в том, что при достаточно сильном боковом притяжении их вершины отталкиваются. Холестерин — доступный и достаточно дешевый материал, сырьем для которого богата любая скотобойня. Очень сложные жидкокристаллические структуры образуют растворы мыла в воде. Здесь можно получить слоистые, дисковые и даже шарообразные структуры.

В достаточно больших объемах кристаллической жидкости образуются домены, физические свойства которых подобны кристаллам. Однако в целом она проявляет свойства, подобные обычным жидкостям. Доменная структура жидких кристаллов образуется по тем же причинам и законам, что в сегнтоэлектриках и ферромагнетиках. Ситуация резко меняется в пленках, толщина которых сопоставима с радиусом взаимодействия молекул жидкости и пластин, формирующих слой. Именно взаимодействие жидкого кристалла и формообразующих элементов создает тот легко управляемый прибор, который столь активно встраивается в современную электронную технику.

6. Области применения жидких кристаллов

6. 1 TFT-технологии (См. Приложение №10)

Плоскопанельные TFT-дисплеи имеют два существенных недостатка по сравнению с обычными ЭЛТ-мониторами:

(1) Если посмотреть на TFT-дисплей со стороны, под некоторым углом, то можно явно заметить существенную потерю яркости и характерное изменение цветов дисплея. Более старые модели плоскопанельных дисплеев в основном имеют угол зрения, равный 90°, т. е. 45° с каждой стороны. Если на экран смотрит только один человек, проблем не возникает. Но как только появляется второй пользователь, например, ваш друг, которому вы хотите показать что-либо на экране, или второй игрок в компьютерной игре — вам не придётся долго ждать замечаний по поводу плохого качества дисплея.

Быстрые изменения изображения на экране, которые часто имеют место при воспроизведении видеороликов или в играх, требуют такой производительности, которая оказывается слишком большой для жидкокристаллических технологий, используемых на сегодняшний день. Существенное время реакции пиксела приводит к искажениям и появлению характерных полосок на изображении.

Производители плоскопанельных дисплеев предпочитают не почивать на лаврах своего успеха, а продолжать исследования. Недавно на рынок были выпущены первые модели, изготовленные с использованием новых прогрессивных технологий. Основные технологии — это TN+Film, IPS (или «Super-TFT») и MVA, каждая из которых описана в данной статье

6. 2 TN+Film- технологии (См. Приложение №11)

С технической точки зрения решение TN+Film является наиболее простым для реализации. Производители плоскопанельных дисплеев используют относительно старую технологию TFT (Twisted Nematic). Специальная плёнка наносится на верхнюю поверхность панели, при этом угол обзора по горизонтали увеличивается от 90° до 140°. Однако плохая контрастность и низкое время реакции остаются неизменными. Метод TN+Film не является наилучшим решением, но это несомненно самый дешёвый метод, т. к. при этом производственный выход наиболее высок (примерно равен выходу обычных ЖК-дисплеев).

6. 3 IPS (In-Plane Switching или Super-TFT) (См. Приложение №12)

IPS или ‘In-Plane Switching’ изначально была разработана фирмой Hitachi, однако такие фирмы, как NEC и Nokia в настоящее время также используют данную технологию.

Различие по отношению к обычным ЖК-дисплеям (TN или TN+Film) состоит в том, что молекулы жидких кристаллов выравниваются параллельно подложке.

Эта технология позволяет достичь прекрасных значений угла обзора — до 170°, примерно таких же, как у ЭЛТ-мониторов. Однако эта технология также имеет недостаток: из-за параллельного выравнивания жидких кристаллов электроды могут не разместиться на стеклянных поверхностях, как в случае с ЖК-дисплеями с закрученными кристаллами. Вместо этого они должны быть выполнены в виде гребёнки на нижней стеклянной поверхности. Это в конце концов приводит к снижению контрастности и тогда требуется более интенсивная подсветка для увеличения яркости до требуемого уровня. Время реакции и контрастность вряд ли могут быть увеличены по сравнению с обычными TFT-дисплеями.

6. 4 MVA (Multi-Domain Vertical Alignment) (См. Приложение №13)

Технология MVA позволяет достичь углов зрения до 160° — достаточно хороший показатель — а также высоких значений контрастности и малого времени реакции пиксела.

Буква M в MVA означает «Мulti-domains» - «многодоменный». Домен — это совокупность молекул. На рис. 3 показано несколько доменов, которые формируются при помощи электродов. Компания Fujitsu в настоящее время производит дисплеи, в которых каждая цветовая ячейка содержит до четырёх доменов.

VA означают «Vertical Alignment»-«Вертикальное Выравнивание» — это термин, который немного неверен, т. к. молекулы жидких кристаллов (в статическом состоянии) не полностью вертикально выравнены из-за наличия бугоркообразных электродов. При приложении напряжения и образования электрического поля кристаллы выравниваются по горизонтали, и свет от подсветки при этом может проходить сквозь различные слои. Технология MVA позволяет достичь более малых значений времени реакции, чем технологии IPS и TN+Film, что является важным фактором для воспроизведения видеоизображений и игр. Контрастность обычно получается лучше, однако она может несколько меняться в зависимости от угла зрения.

6. 5 Сравнение различных технологий улучшения угла обзора

Технология MVA обеспечивает улучшенное время реакции и хорошие значения угла обзора

Решение TN+Film не обеспечивает значительных улучшений такого показателя как время реакции пиксела. При этом такие системы недороги, позволяют обеспечить достаточный производственный уровень и увеличить угол обзора до приемлемых значений. Доля рынка таких дисплеев со временем должна уменьшиться.

IPS уже завоевали значительную долю рынка, т. к. их производят несколько компаний, например Hitachi и NEC, которые поддерживают данную технологию. Решающими факторами успеха этих дисплеев является высокое значение угла зрения (до 170°) и приемлемое время реакции.

С технической точки зрения, технология MVA является наилучшим решением. Углы зрения до 160° - это почти такой же хороший показатель, как у ЭЛТ-мониторов. Время реакции, равное примерно 20 мс, также подходит и для воспроизведения видео. Доля рынка таких дисплеев до сих пор мала, хотя она постепенно растёт.

7. Технология выращивания кристаллов в домашних условиях(См. Приложение №14)

Кристаллы выращивали в основном способом постепенного охлаждения насыщенного раствора, так как это позволяет в более короткие сроки вырастить большие кристаллы правильной формы.

Изготовили из проволоки каркасы, имеющие форму букв (или каких-либо других фигур). Аккуратно обмотали проволочные каркасы шерстяными нитями. Сделали затравку. (к шерстяной нити прикрепили кристаллики соли. Затем погрузили в раствор( чтобы каркасы не касались дна и стенки банки, друг друга) , где происходят образование и рост кристаллов на поверхности волокон нитки. Подготовка раствора. Стакан на 500мл заполняли водой и нагревали на сетке до 35—40°С. Затем понемногу насыпали взятое вещество, например медный купорос. (из расчета на 1 л воды 100 г вещества). Раствор все время необходимо помешивать стеклянной палочкой с резиновым наконечником. Когда вся соль растворялась, добавляли еще, все время поддерживая ту же температуру. Если медный купорос переставал растворяться, то растворение прекращали.

Насыщенный горячий раствор быстро отфильтровывали через вату во второй такой же стакан в него погрузили каркас с затравкой.

Эту технологию мы применили для выращивания четырёх кристаллов: медного купороса, железного купороса, алюмокалиевых квасцов и поваренной соли. Наблюдали за ростом каждый день. Изучив литературу, мы узнали, что вырастить монокристалл очень сложно. Для этого нужно строго соблюдать все условия технологии, начиная со специальной посуды, чистоты раствора и заканчивая соблюдением строжайшего температурного режима. Но мы занимались экспериментальной работой в зимнее время, раствор очень быстро остывал, поэтому поддерживать температуру постоянной не удавалось. Также приходилось периодически подогревать содержимое и добавлять ещё вещества в раствор. Все эти отклонения от технологии привели к тому, что кристаллы выросли сросшимися т. е. у нас получились поликристаллы с ярко выраженными плоскими гранями отдельных кристаллов.

8. Исследование физических свойств выращенного кристалла

8. 1 Наблюдения за ростом кристалла медного купороса (См. Приложение №15)

Не меняя положение затравки, мы периодически измеряли размеры некоторых граней и заметили следующее: грани изменяют свои размеры- растут, но форма их остаётся неизменной, углы между соответственными гранями тоже остаются постоянными. Но, возможно, эта закономерность характерна только данному кристаллу? Поэтому мы вырастили два разных кристалла медного купороса, сравнили формы граней и измерили их углы. Оказалось, что и для другого кристалла эта закономерность тоже справедлива. Это даёт право говорить о том, что в различных кристаллах одного и того же вещества и форма граней, и их взаимные расстояния, и их число могут изменяться, но углы при этом остаются постоянными.

8. 2 Исследование теплопроводности кристаллов (См. Приложение №16)

Не все физические свойства можно исследовать в домашних условиях. Мы постарались исследовать самые крупные кристаллы на теплопроводность, т. е. как они проводят тепло. Мы наносили каплю парафина на разные грани кристаллов и давали ей застыть. Затем дотрагивались до этих граней хорошо прогретой спицей и наблюдали за формой таявшей капельки парафина. В одних случаях форма была круглая, а в других вытянутая, а это значит, что в первом случае тепло распространялось по всем направлениям одинаково, а во втором – тепло распространялось в одних направлениях медленнее, а в других – быстрее и форма проталинки была уже не круглой. Различна в разных направлениях теплопроводность. Вдоль слоёв она больше, чем по нормали к слоям: тепло легче передается в тех плоскостях и направлениях, где атомы плотнее упакованы.

9. Применение кристаллов в науке и технике

Применения кристаллов в науке и технике так многочисленны и разнообразны, что их трудно перечислить. Самый твердый и самый редкий из природных минералов — алмаз. Сегодня алмаз в первую очередь камень-работник, а не камень-украшение. Благодаря своей исключительной твердости алмаз играет громадную роль в технике. Алмазными пилами распиливают камни. Алмазная пила — это большой (до 2-х метров в диаметре) вращающийся стальной диск, на краях которого сделаны надрезы или зарубки. Мелкий порошок алмаза, смешанный с каким-нибудь клейким веществом, втирают в эти надрезы. Такой диск, вращаясь с большой скоростью, быстро распиливает любой камень. Колоссальное значение имеет алмаз при бурении горных пород, в горных работах. В граверных инструментах, делительных машинах, аппаратах для испытания твердости, сверлах для камня и металла вставлены алмазные острия. Алмазным порошком шлифуют и полируют твердые камни, закаленную сталь, твердые и сверхтвердые сплавы. Сам алмаз можно резать, шлифовать и гравировать тоже только алмазом. Наиболее ответственные детали двигателей в автомобильном и авиационном производстве обрабатывают алмазными резцами и сверлами.

Рубин и сапфир относятся к самым красивым и самым дорогим из драгоценных камней. У всех этих камней есть и другие качества, более скромные, но полезные. Кроваво-красный рубин и лазарево-синий сапфир — это родные братья, это вообще один и тот же минерал — корунд, окись алюминия А12О3. Разница в цвете возникла из-за очень малых примесей в окиси алюминия: ничтожная добавка хрома превращает бесцветный корунд в кроваво-красный рубин, окись титана — в сапфир. Есть корунды и других цветов. Есть у них ещё совсем скромный, невзрачный брат: бурый, непрозрачный, мелкий корунд — наждак, которым чистят металл, из которого делают наждачную шкурку. Корунд со всеми его разновидностями — это один из самых твердых камней на Земле, самый твердый после алмаза. Корундом можно сверлить, шлифовать, полировать, точить камень и металл. Из корунда и наждака делают точильные круги и бруски, шлифовальные порошки.

Вся часовая промышленность работает на искусственных рубинах. На полупроводниковых заводах тончайшие схемы рисуют рубиновыми иглами. В текстильной и химической промышленности рубиновые нитеводители вытягивают нити из искусственных волокон, из капрона, из нейлона.

Новая жизнь рубина — это лазер или, как его называют в науке, оптический квантовый генератор (ОКГ), чудесный прибор наших дней. В 1960г. был создан первый лазер на рубине. Оказалось, что кристалл рубина усиливает свет. Лазер светит ярче тысячи солнц. Мощный луч лазера громадный мощностью. Он легко прожигает листовой металл, сваривает металлические провода, прожигает металлические трубы, сверлит тончайшие отверстия в твердых сплавах, алмазе. Эти функции выполняет твердый лазер, где используется рубин, гранат с неодитом. В глазной хирургии применяется чаще всего неодиновые лазеры и лазеры на рубине. В наземных системах ближнего радиуса действия часто используются инжекционные лазеры на арсениде галлия.

• Появились и новые лазерные кристаллы: флюорит, гранаты, арсенид галлия и др.
• Сапфир прозрачен, поэтому из него делают пластины для оптических приборов.
• Основная масса кристаллов сапфира идет в полупроводниковую промышленность.

Кремень, аметист, яшма, опал, халцедон — все это разновидности кварца. Мелкие зернышки кварца образуют песок. А самая красивая, самая чудесная разновидность кварца — это и есть горный хрусталь, т. е. прозрачные кристаллы кварца. Поэтому из прозрачного кварца делают линзы, призмы и др. детали оптических приборов. Особенно удивительны электрические свойства кварца. Если сжимать или растягивать кристалл кварца, на его гранях возникают электрические заряды. Это - пьезоэлектрический эффект в кристаллах. В наши дни в качестве пьезоэлектриков используют не только кварц, но и многие другие, в основном искусственно синтезированные вещества: синетову соль, титанат бария, дигидрофосфаты калия и аммония (КДР и АДР) и многие другие.

Пьезоэлектрические кристаллы широко применяются для воспроизведения, записи и передачи звука.

Существуют и пьезоэлектрические методы измерения давления крови в кровеносных сосудах человека и давления соков в стеблях и стволах растений. Пьезоэлектропластинками измеряют, например, давление в стволе артиллерийского орудия при выстреле, давление в момент взрыва бомбы, мгновенные давления в цилиндрах двигателей при взрыве в них горячих газов.

Эдектрооптическая промышленность — это промышленность кристаллов, не имеющих центра симметрии. Эта промышленность очень велика и разнообразна, на её заводах выращивают и обрабатывают сотни наименований кристаллов для применения в оптике, акустике, радиоэлектронике, в лазерной технике.

В технике также нашел своё применение поликристаллический материал поляроид.

Поляроид — это тонкая прозрачная пленка, сплошь заполненная крохотными прозрачными игольчатыми кристалликами вещества, двупреломляющего и поляризующего свет. Все кристаллики расположены параллельно друг другу, поэтому все они одинаково поляризуют свет, проходящий через пленку.

Поляроидные пленки применяются в поляроидных очках. Поляроиды гасят блики отраженного света, пропуская весь остальной свет. Они незаменимы для полярников, которым постоянно приходится смотреть на ослепительное отражение солнечных лучей от заледеневшего снежного поля.

Поляроидные стекла помогут предотвратить столкновения встречных автомобилей, которые очень часто случаются из-за того, что огни встречной машины ослепляют шофера, и он не видит этой машины. Если же ветровые стекла автомобилей и стекла автомобильных фонарей сделать из поляроида, причем повернуть оба поляроида так, чтобы их оптические оси были смещены, то ветровое стекло не пропустит света фонарей встречного автомобиля, «погасит его».

Кристаллы сыграли важную роль во многих технических новинках 20 в. Некоторые кристаллы генерируют электрический заряд при деформации. Первым их значительным применением было изготовление генераторов радиочастоты со стабилизацией кварцевыми кристаллами. Заставив кварцевую пластинку вибрировать в электрическом поле радиочастотного колебательного контура, можно тем самым стабилизировать частоту приема.

Полупроводниковые приборы, революционизировавшие электронику, изготавливаются из кристаллических веществ, главным образом кремния и германия. При этом важную роль играют легирующие примеси, которые вводятся в кристаллическую решетку. Полупроводниковые диоды используются в компьютерах и системах связи, транзисторы заменили электронные лампы в радиотехнике, а солнечные батареи, помещаемые на наружной поверхности космических летательных аппаратов, преобразуют солнечную энергию в электрическую. Кристаллы используются также в некоторых мазерах для усиления волн СВЧ — диапазона и в лазерах для усиления световых волн. Кристаллы, обладающие пьезоэлектрическими свойствами, применяются в радиоприемниках и радиопередатчиках, в головках звукоснимателей и в гидролокаторах. Некоторые кристаллы модулируют световые пучки, а другие генерируют свет под действием приложенного напряжения. Перечень видов применения кристаллов уже достаточно длинен и непрерывно растёт.

10. Выводы проектно- исследовательской работы:

1. Все физические свойства, благодаря которым кристаллы так широко применяются, зависят от их строения – их пространственной решётки.

2. Драгоценные камни принадлежат миру минералов, т. е. выращены природой в недрах Земли из растворов , расплавов или путём перекристаллизации. Химический состав таких кристаллов выражается формулой. Отношение человека к драгоценным камням за многие столетия претерпело изменения: от обожествления и применения в медицине до демонстрации своей состоятельности или доставления эстетического удовольствия от красоты и гармонии камня.

3. Наряду с твёрдотельными кристаллами в настоящее время широко применяются жидкие кристаллы, а в скором будущем мы будем пользоваться приборами, построенными на фотонных кристаллах.

4. Мы отобрали наиболее приемлемый способ для выращивания кристаллов в домашних условиях и вырастили кристаллы медного и железного купороса, а также кристаллы алюмокалиевых квасцов. По мере роста кристаллов проводили наблюдения.

11. Заключение

Живя на Земле, сложенной кристаллическими породами, мы, безусловно, никак не можем отвлечься от проблемы кристалличности: мы ходим по кристаллам, строим из кристаллов, обрабатываем кристаллы на заводах, выращиваем их в лабораториях, широко применяем в технике и науке, едим кристаллы, лечимся ими. . . Изучением многообразия кристаллов занимается наука кристаллография. Она всесторонне рассматривает кристаллические вещества, исследует их свойства и строение. В давние времена считалось, что кристаллы представляют собой редкость. Действительно, нахождение в природе крупных однородных кристаллов — явление нечастое. Однако мелкокристаллические вещества встречаются весьма часто. Например, почти все горные породы: гранит, песчаники, известняк — кристалличны. По мере совершенствования методов исследования кристалличными оказались вещества, до этого считавшиеся аморфными. Мы знаем, что даже некоторые части организма кристалличны, например, роговица глаза, витамины, мелиновая оболочка нервов — это кристаллы. Долгий путь поисков и открытий, от измерения внешней формы кристаллов в глубь, в тонкости их атомного строения еще не завершен. Теперь исследователи довольно хорошо изучили его структуру и учатся управлять свойствами кристаллов

. Кристаллы – это красиво, можно сказать чудо какое-то, они притягивают к себе; говорят же «кристальной души человек» о том, в ком чистая душа. Кристальная – значит, сияющая светом, как алмаз … И если говорить о кристаллах с философским настроем, то можно сказать, что это материал, который является промежуточным звеном между живой и неживой материей. Кристаллы могут зарождаться, стареть, разрушаться. Кристалл, когда растет на затравке (на зародыше), наследует дефекты этого самого зародыша. Но если говорить совсем серьезно, сейчас пожалуй нельзя назвать ни одну дисциплину, ни одну область науки и техники, которая бы обходилась без кристаллов. Медиков интересуют среды, в которых происходит кристаллообразование почечных камней, а фармацевтов таблетки – это спрессованные кристаллы. Усвоение, растворение таблеток зависит от того, какими гранями покрыты эти микрокристаллики. Витамины, миелиновая оболочка нервов, белки, и вирусы – это все кристаллы. И наши консультации приносили большое удовлетворение, отвечая на возникающие вопросы….

Кристалл чудодейственен своими свойствами, он выполняет самые разные функции. Эти свойства заложены в его строении, которое имеет решетчатую трехмерную структуру. Кристаллография – наука не новая. У её истоков стоит М. В. Ломоносов. А вот выращивание искусственных кристаллов дело более позднее. Выращивание кристаллов стало возможным благодаря изучению данных минералогии о кристаллообразовании в природных условиях. Изучая природу кристаллов, определяли состав, из которого они выросли и условия их роста. И теперь эти процессы имитируют, получая кристаллы с заданными свойствами. В деле получения кристаллов принимают участие химики и физики. Если первые разрабатывают технологию роста, то вторые определяют их свойства. Можно ли искусственные кристаллы отличить от природных? Вот вопрос. Ну, например, искусственный алмаз до сих пор уступает природному по качеству, в том числе и по блеску. Искусственные алмазы не вызывают ювелирной радости, но для использования в технике они вполне подходят, выступают в этом смысле на равных с природными. Опять же, нахрапистые ростовики (так называют химиков, выращивающих искусственные кристаллы) научились выращивать тончайшие кристаллические иглы, обладающие чрезвычайно высокой прочностью. Это достигается манипулированием химизмом среды, температурой, давлением, воздействием некоторых других дополнительных условий. И это уже целое искусство, творчество, мастерство – тут точные науки не помогут.

Тема “Кристаллы” актуальна, и если в неё вникать и вникать глубже, то она будет интересна каждому, даст ответы на многие вопросы, а самое главное – безграничное применение кристаллов. Кристаллы загадочны по своей сущности и настолько неординарны, что в нашей работе мы рассказали лишь малую часть того, что известно о кристаллах и их применении в настоящее время. Может быть, что кристаллическое состояние вещества – это та ступенька, которая объединила неорганический мир с миром живой материи. Будущее новейших технологий принадлежит кристаллам и кристаллическим агрегатам!

Список использованной литературы.

1. Ахметов Н.С. Неорганическая химия. М.: Просвещение,1985.

2. Васильев В.Н., Беспалов В.Г. Информационные технологии. Оптический компьютер и фотонные кристаллы. http://www. ict/edu/ru/

3. Желудов И.С. Физика кристаллов и симметрия. М.: Наука,1987.

4. Жувикин Г.А. Лабиринты фотонных кристаллов // Компью Терра (электронная версия журнала) / Свежий номер – 13. 08. 2001. № 30 (407).

5 . Кабардин О.Ф. Физика: учебник 10 класса для школ с углублённым изучением физики. М. :Просвещение, 2011.

6. Корнилов В.И., Солодова Ю. П. Ювелирные камни. М. :Недра, 1983.

7 . Кособукин В.А. Фотонные кристаллы // Окно в мир (электронная версия журнала). 2002.

8. Шафрановский И.И. Симметрия в природе. Ленинград: Недра, 1985.

9. Шуман В.И. Драгоценные и поделочные камни. М. : Мир, 1986.

10. Журнал “Физика в школе”. 2006. №2.

11 . Материалы из Интернет.

Проект «Удивительные кристаллы» | Обучонок

В своей исследовательской работы по окружающему миру на тему «Удивительные кристаллы» автор исследует процесс выращивания кристаллов из медного купороса, из соли, из соды, из кварцов и аметистовых кристаллов в домашних условиях.

Подробнее о работе:

В основе индивидуального проекта по окружающему миру «Удивительные кристаллы» лежит изучение теории о кристаллах, их строении и происхождении. В работе приведена полная классификация кристаллов, дается определение понятия и выясняется, где и как применяются кристаллы, по какому принципы выбираются кристаллы для той или иной деятельности человека.

В готовом исследовательском проекте по окружающему миру «Удивительные кристаллы» автор изложил интересные факты о кристаллах, а также описал проведенные опыты, в рамках которых им были выращены и использованы в качестве декорирующего материала кристаллы медного из купороса, из пищевой соды, из квасцов, из поваренной соли и аметистовые кристаллы в домашних условиях. Учащаяся школы провела сравнительный анализ всех выращенных кристаллов.

Оглавление

Введение
1. Кристаллы.
1.1. Что такое кристаллы?
1.2. Классификация кристаллов.
1.3. Применение кристаллов.
1.4. Интересные факты о кристаллах.
2. Экспериментальная часть.
3. Анкетирование.
Заключение
Список литературы
Приложение

Введение

Однажды, листая страницы энциклопедии, меня привлекли изображения невероятно красивых камней, сияющих, разного цвета, размера и формы. Мама мне объяснила, что это кристаллы. Говоря о кристаллах, мы чаще всего представляем себе сверкающие, излучающие свет и цвет кристаллы драгоценных камней — топазов, рубинов, аметистов, бриллиантов.

Но, оказывается, на самом деле почти весь мир кристалличен, и с кристаллическими веществами мы встречаемся на каждом шагу — дома, в школе, на улице. Мы едим кристаллы, например, соль или сахар, мы ходим по кристаллам, так что они хрустят под ногами, лечимся кристаллами. Соль и сахар, снег, лёд, глина и песок, сотни других веществ — всё это не что иное, как кристаллы. А в настоящее время, в специально оборудованных лабораториях — настоящих фабриках кристаллов — люди научились выращивать искусственные кристаллы.

Актуальность работы: кристаллы играют большую роль в жизни человека. Их используют в качестве украшений, элементов декора, в науке и технике.

И мне захотелось выяснить самой, что же такое кристаллы? Как они появляются в природе? Где их можно использовать? И, самое главное, смогу ли я сама вырастить в домашних условиях кристалл? Изучая разную литературу, я узнала, что кристаллы можно выращивать и в домашних условиях. Моему восторгу не было предела!

Мною было принято решение — вырастить кристалл, пользуясь набором для опытов «Вырасти свой кристалл». К счастью, моя мама – учитель химии. И она предложила мне вырастить кристаллы медного купороса, кристаллы из пищевой соды, кристаллы из поваренной соли и кристаллы из квасцов в такие же сроки, но с гораздо меньшими затратами. В итоге было принято решение выращивать кристаллы разными способами.

Гипотеза: предположим, что кристаллы можно выращивать в домашних условиях.

Я поставила перед собой цель: исследовать процесс выращивания кристаллов из медного купороса, из соли, из соды, из квасцов и аметистовых кристаллов (из набора «Вырасти свой кристалл») в домашних условиях.

А для этого определила следующие задачи:

1. Изучить литературу о происхождении кристаллов;
2. Выяснить где и как применяются кристаллы;
3. Вырастить кристаллы медного из купороса, из пищевой соды, из квасцов, из поваренной соли и аметистовые кристаллы в домашних условиях и сравнить полученные кристаллы;
4. Использовать выращенные кристаллы как элемент декорирования.

Объект исследования: процесс выращивания кристаллов.

Предмет исследования: кристаллы медного купороса икристаллы из набора «Вырасти свой кристалл».

Методы:

• Анализ и систематизация;
• Эксперимент;
• Сравнение;
• Анкетирование;
• Обобщение;
• Использование ИКТ.

Что такое кристаллы?

«Кристалл» означает на греческом языке «лед» или «горный хрусталь». Кристаллы – это твердые вещества, имеющие правильную геометрическую форму и определенное количество граней. Все кристаллы одного вещества имеют одинаковую форму, хоть и могут отличаться размерами. Кристаллы могут быть образованы человеком в лаборатории или в природе.

Существуют сотни веществ, образующих кристаллы. Вода — одно из самых распространенных из них. Замерзающая вода превращается в кристаллы льда или снежинки. Минералы тоже превращаются в кристаллы, когда переходят из состояния горячей жидкости в холодную твердую форму. Например, горный гранит содержит кристаллы таких минералов, как кварц, полевой шпат и слюда. Миллионы лет тому назад гранит был расплавленной массой минералов в жидком состоянии. В настоящее время в земной коре имеются массы расплавленных горных пород, которые медленно охлаждаются и образуют кристаллы различных видов.

Кристаллы – это твёрдые тела с очень строгим расположением составляющих их невидимых частиц. Поэтому и имеют правильную форму, ровные грани и всегда очень красивы.

Классификация кристаллов

Все кристаллические соединения можно разделить на моно— и поликристаллические. Монокристалл представляет собой монолит с единой ненарушенной кристаллической решеткой.

Природные монокристаллы больших размеров встречаются очень редко. Большинство кристаллических тел являются поликристаллическими, то есть состоят из множества мелких кристалликов, иногда видных только при сильном увеличении.

Применение кристаллов

Помимо того, что кристаллы очень красивы, они широко используются людьми во многих сферах деятельности. Мы каждый день едим кристаллы. Сахар, соль – это тоже кристаллы. На шоколаде иногда появляется белый налёт – это выделяются кристаллы сахара.

Особое место среди кристаллов занимают драгоценные камни, которые с древних времён привлекают внимание человека. Издавна люди научились выращивать такие искусственные кристаллы как рубины. Кристаллы обладают удивительной красотой, поэтому с древности применяются для изготовления ювелирных изделий. А еще выращивают самые твердые на свете кристаллы — алмазы.

Некоторые живые организмы оказываются настоящими “фабриками” кристаллов: кораллы, например, образуют целые острова, сложенные из мельчайших кристаллов кальция.

Кристаллы бывают не только природными, но и искусственные, которые выращивает человек в специальных лабораториях. И поэтому кристаллы уже давно стали основой множества современных устройств. Они главные элементы электроники: компьютеров, генераторов и приёмников излучения (в том числе лазерного), устройств магнитной записи, бытовой электроники и т. п. Применения кристаллов в науке и технике так многочисленны и разнообразны, что все их очень трудно перечислить.

Интересные факты о кристаллах

Природа продолжает преподносить нам сюрпризы, создавая все новые чудеса. Совсем недавно, в 2000 году, в мексиканской пустыне была открыта необычная пещера, где находятся самые большие природные кристаллы. На глубине 300 метров, в рабочей шахте, шахтеры обнаружили пустоты, в которых их взору открылись огромные кристаллы гипса.

Пещера с этими кристаллами известна как Пещера Кристаллов-Гигантов. Попасть в пещеру без специального обмундирования и оборудования невозможно без риска для жизни. Температура воздуха там составляет около 50°C, а влажность – практически 100%! Даже в специальном костюме находиться в этих пещерах можно не очень долго – около часа.

Компания «Swarovski» к своему столетию открыла уникальный музей в Австрии «Хрустальные миры», настоящую хрустальную пещеру. В этом музее огромное множество настоящих сокровищ из хрусталя. Здесь же хранятся представители самых больших и крошечных кристаллов. Самый крупный ограненный кристалл весит более 62 кг.

Эксперимент с кристаллами

Ещё до того, как начать выращивать кристаллы нужно помнить о элементарных правилах безопасности.

Правилах техники безопасности:

1. Нельзя при экспериментах пользоваться пищевой посудой
2. Нельзя принимать пищу во время проведения опытов.
3. Нельзя проводить опыты с неизвестными веществами.
4. При проведении опытов желательно использовать перчатки и защитную одежду.
5. При попадании раствора на кожу необходимо сразу же промыть то место, куда попал раствор, чистой водой.

Опыт 1. Выращивание аметистовых кристаллов в домашних условиях.

Цель: научиться выращивать аметистовые кристаллы (из набора «Вырасти свой кристалл») в домашних условиях.

Оборудование: поддон для выращивания кристаллов, подставка для кристалла, палочка или ложечка для перемешивания, фотоаппарат (для фотографирования этапов опыта).

Реактивы: вода, материалы из набора «Вырасти свой кристалл».

Ход работы:

1. Установить поддон на ровной поверхности в теплом сухом месте.
2. Разрезать картонную заготовку по линии перфорации.
3. Собрать картонный каркас основы кристалла и вставить его в пластиковую подставку.
4. Зафиксировать картон между выступами в углублениях.
5. Вылить раствор в подставку.
6. Оставить на дне баночки и крышки немного раствора.
7. Дать ему полностью высохнуть.
8. Через 12 часов на верхних гранях основы появляются первые кристаллы.
9. Раствор полностью растворяется в течение 1-2 дней.

Опыт 2. Выращивание кристаллов из пищевой соды в домашних условиях.

Цель: научиться выращивать кристаллы из пищевой соды в домашних условиях.

Оборудование: 2 стакана, нить из шерсти 35 см, ложка, 2 скрепки, блюдце, фотоаппарат (для фотографирования этапов опыта).

Реактивы: горячая вода, пачка пищевой соды.

Ход работы:

1. В каждый стакан налили горячую волу до половины.
2. Добавили по 6 чайных ложек соды и тщательно перемешали.
3. Когда сода растворилась полностью, добавили еще по 2 ложки, пока не образовался нерастворимый осадок.
4. Между стаканами поместили блюдце.
5. К концам нити прикрепили скрепки. Они выполняют роль якоря. Концы нити опустили в стаканы.
6. Расположили нить так, чтобы она провисла, ноне соприкасалась с блюдцем.
7. Кристаллы образуются и на блюдце, куда стекает раствор с нитки.

Опыт 3. Выращивание кристаллов из квасцов в домашних условиях.

Цель: научиться выращивать кристаллы из квасцов в домашних условиях.

Оборудование: 3 стакана, ложка, фотоаппарат (для фотографирования этапов опыта).

Реактивы: горячая вода, теплая вода, холодная вода, квасцы, перманганат калия (марганцовка), зеленка.

Ход работы:

1. В первый стакан налили горячей воды, во второй – теплой, в третий – холодной.
2. В каждый стакан добавили по 3 ложки квасцов и перемешали.
3. Когда квасцы растворились, добавляли до тех пор, пока на дне стакана не образовался осадок.
4. В первый стакан добавили краситель зеленку, во второй – марганцовку, третий – без красителей.
5. Через неделю в растворах квасцов образовались кристаллы разного цвета и разного размера.

Опыт 4. Выращивание кристаллов из медного купороса в домашних условиях.

Цель: научиться выращивать кристаллы медного купороса в домашних условиях.

Оборудование: емкость для выращивания кристаллов (банка), палочка или ложечка для перемешивания, фильтр, фотоаппарат (для фотографирования этапов опыта).

Реактивы: вода, порошок медного купороса.

Ход работы:

1. Высыпаем порошок медного купороса в стеклянную банку.
2. Кипятим 150 мл воды и выливаем кипяток в банку.
3. В течение 2-3 минут интенсивно мешаем деревянной палочкой горячую воду до полного растворения порошка.
4. Опускаем основу для роста кристалла на дно банки (нитку с привязанным к концу кристаллом медного купороса), закрываем крышкой.
5. Через 24 часа снимаем крышку и оставляем кристалл расти.
6. Ждём, когда кристаллы нарастут на нитку.
7. Аккуратно извлекаем нитку с кристаллами из банки. Высушиваем их.

Опыт 5. Выращивание кристаллов из поваренной соли в домашних условиях.

Цель: научиться выращивать кристаллы из соли в домашних условиях.

Оборудование: емкость для выращивания кристаллов (банка), палочка или ложечка для перемешивания, фильтр, фотоаппарат (для фотографирования этапов опыта).

Реактивы: вода, поваренная соль.

Ход работы:

1. В банку наливаем 300 мл горячей воды.
2. В воде растворяем соль до тех пор, пока соль не перестанет растворяться (готовим концентрированный раствор).
3. В банку с раствором помещаем основу – затравку для кристалла (кристаллик соли).
4. Банку с раствором плотно закрываем. Через 24 часа крышку снимаем.
5. Через неделю появляется кристалл.
6. Как только кристалл достиг нужных размеров, извлекаем из банки и высушиваем его.

Выводы:

Я рассмотрела кристаллы из пищевой соды, медного купороса, квасцов, поваренной соли и кристаллы из набора «Вырасти свой кристалл». Вот какие выводы я сделала:

• Кристаллы имеют разный цвет: у медного купороса – голубой, кристаллы из поваренной соли прозрачные, кристаллы из соды – белые, кристаллы из квасцов получились разного цвета, а кристаллы из набора – сиреневые.
• Они имеют разную форму: грани медного купороса похожи на ромбы, кристаллы поваренной соли похоже на бусинки с квадратными гранями, кристаллы из соды плотные и очень близко расположены друг к другу, кристаллы из квасцов в виде параллелограмма, а кристаллы из набора похожи на чудо – дерево.
• Потребовалось разное время для выращивания кристаллов: кристалл из набора рос 2 дня, а кристаллы медного купороса и соли росли 5 дней, а кристаллы из квасцов и соды почти 2 недели.
• Кристаллы из набора и кристаллы из поваренной соли хрупкие, а кристаллы из медного купороса и квасцов более прочные.

Анкетирование одноклассников

Цель анкетирования: изучение значимости исследовательской деятельности для школьников.

В ходе работы было проведено анкетирование. Было опрошено 20 одноклассников:
1. Знаете ли вы что такое кристалл?
19/1 (Да/Нет)

2. Хотели бы вы больше узнать о кристаллах?
17/3 (Да/Нет)

3. Как вы думаете можно ли вырастить кристаллы в домашних условиях?
15/5 (Да/Нет)

4. Будите ли вы выращивать кристаллы дома, если узнаете, как это делать?
19/1 (Да/Нет)

Вывод: тема исследовательской работы является интересной. Все опрошенные будут выращивать кристаллы, если узнают, как это делать.

Заключение

Таким образом, в результате проведенной мною работы, я научилась выращивать кристаллы в домашних условиях. Также я могу сказать о том, что выращивание кристаллов не сложная работа, но очень интересная. И любой человек у себя дома, сам может вырастить кристаллы.

Цель моей исследовательской работы достигнута, гипотеза подтвердилась – кристаллы можно выращивать в домашних условиях, причем с минимальными затратами. Своё исследование мне хотелось бы продолжить. Поэтому я планирую продолжать свои эксперименты с новыми веществами, и создать коллекцию кристаллов. Уверена, что приобретенные знания, умения и навыки обязательно пригодятся в дальнейшей учёбе.

Список литературы

1. Ананьева Е.Г. Жизнь Земли. Физическая география и рельеф планеты – М.: Эксмо, 2014
2. Ландау Л..Современная кристаллография. М., 1979-1981. Т. 1-4;
3. Новая энциклопедия школьника
4. Плешаков А.А. От земли до неба. Атлас-определитель: кн. Для учащихся нач. классов/ А.А. Плешаков. – 3-е изд. – М.: Просвещение, 2016
5. Скиба Т.В. Что? Когда? Зачем? Почему? Современная детская энциклопедия – Ростов н/Д: Владис: М., РИПОЛ классик, 2014
6. Чупрунов Е. В., Хохлов А. Ф., Фаддеев М. А. Кристаллография. М., 2000;
7. Я познаю мир: Детская энциклопедия: Драгоценные камни и минералы. – М.: ООО «Издательство Астрель»; ООО «Издательство АСТ»; 2000

Приложение

Кристалл из соли

Кристалл из соды

Кристаллы из медного купороса

Кристаллы из квасцов

Кристаллы из набора

Если страница Вам понравилась, поделитесь в социальных сетях:

Применение кристаллов в науке и технике

      Применения кристаллов в науке и технике так многочисленны и разнообразны, что их трудно перечислить. Поэтому ограничимся не­сколькими примерами.

       Самый твердый и самый редкий из природных минералов — ал­маз. Сегодня алмаз в первую очередь камень-работник, а не камень-украшение.

        Благодаря своей исключительной твердости алмаз играет гро­мадную роль в технике. Алмазными пилами распиливают камни. Алмазная пила — это большой (до 2-х метров в диаметре) вращаю­щийся стальной диск, на краях которого сделаны надрезы или за­рубки. Мелкий порошок алмаза, смешанный с каким-нибудь клей­ким веществом, втирают в эти надрезы. Такой диск, вращаясь с большой скоростью, быстро распиливает любой камень.

      Колоссальное значение имеет алмаз при бурении горных пород, в горных работах.

      В граверных инструментах, делительных машинах, аппаратах для испытания твердости, сверлах для камня и металла вставлены алмазные острия.

     Алмазным порошком шлифуют и полируют твердые камни, за­каленную сталь, твердые и сверхтвердые сплавы. Сам алмаз можно резать, шлифовать и гравировать тоже только алмазом. Наиболее от­ветственные детали двигателей в автомобильном и авиационном производстве обрабатывают алмазными резцами и сверлами.

     Рубин и сапфир относятся к самым красивым и самым дорогим из драгоценных камней. У всех этих камней есть и другие качества, более скромные, но полезные. Кроваво-красный рубин и лазарево-синий сапфир — это родные братья, это вообще один и тот же мине­рал — корунд, окись алюминия А12О3. Разница в цвете возникла из-за очень малых примесей в окиси алюминия: ничтожная добавка хрома превращает бесцветный корунд в кроваво-красный рубин, окись ти­тана — в сапфир. Есть корунды и других цветов. Есть у них ещё со­всем скромный, невзрачный брат: бурый, непрозрачный, мелкий ко­рунд — наждак, которым чистят металл, из которого делают наждач­ную шкурку. Корунд со всеми его разновидностями — это один из самых твердых камней на Земле, самый твердый после алмаза. Ко­рундом можно сверлить, шлифовать, полировать, точить камень и металл. Из корунда и наждака делают точильные круги и бруски, шлифовальные порошки.

      Вся часовая промышленность работает на искусственных руби­нах. На полупроводниковых заводах тончайшие схемы рисуют ру­биновыми иглами. В текстильной и химической промышленности рубиновые нитеводители вытягивают нити из искусственных воло­кон, из капрона, из нейлона.

      Новая жизнь рубина — это лазер или, как его называют в науке, оптический квантовый генератор (ОКГ), чудесный прибор наших дней. В 1960г. был создан первый лазер на рубине. Оказалось, что кристалл рубина усиливает свет. Лазер светит ярче тысячи солнц.

      Мощный луч лазера громадный мощностью. Он легко прожига­ет листовой металл, сваривает металлические провода, прожигает металлические трубы, сверлит тончайшие отверстия в твердых спла­вах, алмазе. Эти функции выполняет твердый лазер, где использует­ся рубин, гранат с неодитом. В глазной хирургии применяется чаще всего неодиновые лазеры и лазеры на рубине. В наземных системах ближнего радиуса действия часто используются инжекционные ла­зеры на арсениде галлия.

     Появились и новые лазерные кристаллы: флюорит, гранаты, арсенид галлия и др.

Сапфир прозрачен, поэтому из него делают пластины для опти­ческих приборов.

Основная масса кристаллов сапфира идет в полупроводниковую промышленность.

Кремень, аметист, яшма, опал, халцедон — все это разновидно­сти кварца. Мелкие зернышки кварца образуют песок. А самая кра­сивая, самая чудесная разновидность кварца — это и есть горный хрусталь, т.е. прозрачные кристаллы кварца. Поэтому из прозрачно­го кварца делают линзы, призмы и др. детали оптических приборов.

Особенно удивительны электрические свойства кварца. Если сжимать или растягивать кристалл кварца, на его гранях возникают электрические заряды. Это — пьезоэлектрический эффект в кристал­лах.

      В наши дни в качестве пьезоэлектриков используют не только кварц, но и многие другие, в основном искусственно синтезирован­ные вещества: синетову соль, титанат бария, дигидрофосфаты калия и аммония (КДР и АДР) и многие другие.

      Пьезоэлектрические кристаллы широко применяются для вос­произведения, записи и передачи звука.

      Существуют и пьезоэлектрические методы измерения давления крови в кровеносных сосудах человека и давления соков в стеблях и стволах растений.Пьезоэлектропластинками измеряют, например, давление в стволе артиллерийского орудия при выстреле, давление в момент взрыва бомбы, мгновенные давления в цилиндрах двигате­лей при взрыве в них горячих газов.

       Эдектрооптическая промышленность — это промышленность кристаллов, не имеющих центра симметрии. Эта промышленность очень велика и разнообразна, на её заводах выращивают и обраба­тывают сотни наименований кристаллов для применения в оптике, акустике, радиоэлектронике, в лазерной технике.

       В технике также нашел своё применение поликристаллический материал поляроид.

Поляроид — это тонкая прозрачная пленка, сплошь заполненная крохотными прозрачными игольчатыми кристалликами вещества, двупреломляющего и поляризующего свет. Все кристаллики распо­ложены параллельно друг другу, поэтому все они одинаково поляри­зуют свет, проходящий через пленку.

       Поляроидные пленки применяются в поляроидных очках. По­ляроиды гасят блики отраженного света, пропуская весь остальной свет. Они незаменимы для полярников, которым постоянно прихо­дится смотреть на ослепительное отражение солнечных лучей от за­леденевшего снежного поля.

       Поляроидные стекла помогут предотвратить столкновения встречных автомобилей, которые очень часто случаются из-за того, что огни встречной машины ослепляют шофера, и он не видит этой машины. Если же ветровые стекла автомобилей и стекла автомо­бильных фонарей сделать из поляроида, причем повернуть оба поля­роида так, чтобы их оптические оси были смещены, то ветровое стекло не пропустит света фонарей встречного автомобиля, «погасит его».

       Кристаллы сыграли важную роль во многих технических новинках 20 в. Некоторые кристаллы генерируют электрический заряд при деформации. Первым их значительным применением было изготовление генераторов радиочастоты со стабилизацией кварцевыми кристаллами. Заставив кварцевую пластинку вибрировать в электрическом поле радиочастотного колебательного контура, можно тем самым стабилизировать частоту приема или передачи.
       Полупроводниковые приборы, революционизировавшие электронику, изготавливаются из кристаллических веществ, главным образом кремния и германия. При этом важную роль играют легирующие примеси, которые вводятся в кристаллическую решетку. Полупроводниковые диоды используются в компьютерах и системах связи, транзисторы заменили электронные лампы в радиотехнике, а солнечные батареи, помещаемые на наружной поверхности космических летательных аппаратов, преобразуют солнечную энергию в электрическую. Полупроводники широко применяются также в преобразователях переменного тока в постоянный.
       Кристаллы используются также в некоторых мазерах для усиления волн СВЧ — диапазона и в лазерах для усиления световых волн. Кристаллы, обладающие пьезоэлектрическими свойствами, применяются в радиоприемниках и радиопередатчиках, в головках звукоснимателей и в гидролокаторах. Некоторые кристаллы модулируют световые пучки, а другие генерируют свет под действием приложенного напряжения. Перечень видов применения кристаллов уже достаточно длинен и непрерывно растет.

 

УСТАЛИ?! ТОГДА ВАМ СЮДА!!!

 

 

Как вырастить кристалл, что нужно для выращивания кристаллов в домашних условиях

Выращивание кристаллов в домашних условиях из различных химических элементов – очень увлекательное занятие. Для этого увлечения не нужны особо дорогостоящие вещества, правда, потребуется запастись временем и терпением, но тем занятнее будет этот процесс. Как вырастить кристалл? Ну, обо всем по порядку.

Содержание статьи

Правила выращивания кристаллов

Что же такое кристаллы? Твердые образования, залегающие глубоко в земных недрах, молекулы и атомы которых определенно расположены, образуя трехмерную кристаллическую решетку. Форма кристаллов разнообразна – не зря их называют «цветами мира камней». Самые крупные из найденных образований обнаружены в Мексике. Отдельные образцы кристаллов гипса достигают 15 м длиной и 1 м шириной, а в Южной Дакоте был найден кристалл сподумена (силикат лития и алюминия) длиной 13 м и весом около 90 т. Некоторые кристаллы настолько малы, что их можно разглядеть только в микроскоп. Японским ученым даже удалось снять на видео через электронный микроскоп процесс роста кристалла соли. Чистота этих творений природы зависит от включенных примесей других элементов, интерес представляют особо прозрачные кристаллы, которые поражают своей «игрой», преломляя свет. Недаром говорят, «кристально чистый» или «прозрачный, как кристалл». Необходимо различать два понятия – поликристаллы и монокристаллы. Различие состоит в том, что поликристаллы состоят из мелких разноориентированных монокристаллов.

Сразу стоит оговориться, что выращивание кристаллов – это также и целое научное направление. Существуют различные методы и специальные дорогостоящие технические устройства, с помощью которых реализуется этот процесс. Об этом написано много литературы, которую можно найти на просторах интернета. В нашей же статье пойдет речь о выращивании в домашних условиях несложных конфигураций с познавательной целью.

Методы выращивания монокристаллов можно классифицировать на три большие группы:

• из растворов;
• из расплавов;
• из газовой (паровой) фазы.

Распространенным методом в научных целях для получения технически важных кристаллов является выращивание из расплавов. 70% полученных образцов получают именно этим методом. Нас будет интересовать метод получения из растворов.

В домашних условиях используется в основном 2 способа выращивания:

1. путем выпаривания растворителя, в котором находится искомое вещество;
2. способом изменения температуры раствора, а именно охлаждением.

Вкратце, берется растворитель, например, обычная вода, готовится перенасыщенный раствор, в который помещается мелкий кристаллик (затравка). Далее вступает один из вышеназванных способов. Наиболее быстрый способ – медленное охлаждение раствора. Конечно, данное описание является обобщенным – для понимания процесса. Перед началом работ необходимо усвоить, что процесс кристаллообразования должен протекать в чистой посуде. Необходимо добиться применения максимально чистого (отфильтрованного) растворителя. Важно также исключить разнообразные вибрации и вмешательства посторонних лиц.

Кроме этого, необходимо соблюдать технику безопасности при производстве подобных опытов:

• работать в перчатках и защитных очках;
• мыть руки после завершения опытов;
• соблюдать меры предосторожности при утилизации отходов;
• исключить присутствие при проведении опытов детей и домашних животных;
• хранить материалы для опытов в недоступных местах для посторонних лиц.

Интересный факт! Для выращивания кристаллов кремния в целях производства полупроводниковых микросхем применяются особо чистые комнаты. Чистота достигается особой фильтрацией поступающего воздуха, ламинарным распределением его потока в помещении от потолка к полу (примерно за 6 сек), постоянным контролем температуры и влажности. Сотрудники, обслуживающие техпроцессы одеты в специальные костюмы (скафандры), иногда с собственной системой дыхания, исключающие попадание волос и частичек кожного покрова на кремниевые пластины. Для сравнения комната 1 класса чистоты, используемая в таком производстве в тысячу раз чище хирургической операционной. Коэффициент загрязненности в такой комнате при дыхании после курения равен 2-5, при вынимании носового платка из кармана 3-10, а при чихании 5-20. Для исключения вибраций такие комнаты имеют свой собственный виброзащитный фундамент и чаще всего расположены в районах с минимальной сейсмической активностью.

Что нужно для выращивания кристаллов в домашних условиях

Выращивание кристаллов в домашних условиях — процесс не сложный. Первым делом необходимо запастись терпением. Также потребуется чистая стеклянная посуда небольшого объема и изначальный химический материал, из которого будет изготовлен раствор. Требуется соблюсти температурный режим, причем изменение должно быть постепенным без резких скачков. Для наблюдения за опытом желательно ведения дневника, куда будут занесены ежедневные записи. Таким образом, можно провести анализ изменений во времени и получить ценный опыт. Приобрести соответствующие материалы можно в хозяйственных магазинах удобрений для растений.

Как быстро вырастить кристалл из поваренной соли и воды

Для получения кристалла из соли, как уже говорилось, потребуется время. Необходимо взять:

• чистую стеклянную посуду небольшого объема для приготовления раствора. Выбор материала посуды важен для исключения реакции рассола и удобства наблюдений за процессом;
• собственно поваренную соль;
• палочку для размешивания полученного раствора;
• кристаллик соли в качестве затравки;
• нить подвешивания затравки для равномерного образования поликристалла;
• бумажный фильтр или салфетку.

Далее в нашу стеклянную посуду наливаем чистую, лучше дистиллированную воду комнатной температуры и небольшими порциями всыпаем поваренную соль, постоянно помешивая. Когда раствор насытится, а определить этот момент можно по остаткам соли на дне, нужно нагреть наш рассол. Для этого помещаем посуду с раствором на водяную баню и размешиваем до полного растворения остатка на дне. Когда остатки соли растворятся необходимо перелить нагретый раствор, предварительно отфильтровав, в нашу искомую емкость, в которой будет выращиваться кристалл.

Совершив нехитрые манипуляции, приступаем к приготовлению затравки. Для этого выбираем небольшой кристаллик соли и привязываем его на конец нитки. Другой конец привязываем к палочке, которая позволит удержать наш кристаллик в подвешенном состоянии в центре емкости с подготовленным рассолом. В качестве затравки можно взять небольшую пластиковую пуговицу, предварительно замочив ее в рассоле и дав ей высохнуть.

Всю полученную конструкцию, предварительно накрыв бумагой во избежание попадания пыли и другого мусора, ставим в недоступное место в целях безопасности и исключения вибраций и оставляем остывать. Дальше в процесс вступают «силы природы», а нам остается наблюдать и заносить записи в дневник. При испарении раствора и для получения более крупного поликристалла допускается приготовление раствора той же насыщенности и добавление в емкость. Кристалл желаемого цвета получают на стадии приготовления рассола, добавив пищевой краситель.

Как сделать большой белый кристалл из морской соли

Образование кристалла из морской соли аналогичен вышеописанному методу получения соли. Для выращивания крупного кристалла потребуется больше времени. При этом надо следить за уровнем жидкости, не допуская оголение образца, а по мере испарения добавлять новый рассол.

Выращивания кристалла из медного купороса

В качестве сравнения предлагается вырастить кристалл из медного купороса двумя способами.

Для проведения этого опыта нам потребуется медный купорос, приобретенный в магазине удобрений. Возьмем 2 отдельные емкости вместимостью не более 200 мл. Требуется приготовить раствор в пропорции 43 г купороса на 100 мл воды для каждой емкости. Наша задача: провести наблюдение в течение 15 суток за кристаллообразованием, снять размеры выращенного образца. В первом сосуде выращивание кристалла будет происходить без затравки, соответственно, во втором с затравкой на нити.

Итак, начинаем.

На второй день оцениваем температурный режим. Температура нашего раствора составляем 23 градуса, что соответствует комнатной температуре окружающего воздуха. Емкости находятся вдали от нагревательных приборов, то есть в одинаковых условиях.

На 3-4 день видимых изменений не происходит.

На 5 сутки появился тонкий налет на поверхности раствора.

При замере уровня раствора на 6 день обнаружили понижение на 2 мм.

На 7 сутки наблюдаем понижение уровня на 6 мм и появлением взвеси.

В начале второй недели наблюдаем первые признаки образования кристаллов. В 1 сосуде на поверхности появилась тонкая кристаллическая пленка. Во 2 емкости заметны кристаллики на нити.

На 9 сутки уровень жидкости упал на 15 мм. Во 2 сосуде заметное увеличение кристаллов с появлением на них новых образований.

На 10 день на дне 1 сосуда появились два небольших нароста. В обеих емкостях наблюдается понижение уровня еще на 2 мм.

На 11 день на стенках сосуда процесс осаждения осадка. На нити образовалось множество кристаллов.

На 12 сутки поверхность стенок 1 емкости полностью покрылась налетом.

13-14 день в 1 сосуде наблюдается увеличение размеров кристалла (приблизительно 8 мм). Во 2 сосуде на нити 5 мм. Опыт подходит к концу, ожидаем естественное испарение раствора.

Наступили 15 сутки наших наблюдений для подведения итогов.

В обоих сосудах осталось приблизительно 25-30 мл раствора. В первом образовались 2 сростка. Первый – из 4 кристаллов плоской формы с ярко выраженными гранями, второй – из 5. Размеры сростков: 2 * 1,2 * 0,3-0,8 см и 1,8 * 1,7 * 0,4-0,8 см. На дне и стенках виден осадок пластинок, толщиной около 1 мм. Во втором сосуде на нити образовался поликристалл, состоящий из монокристаллов разной ориентации. Ширина составила около 6 мм. На протяжении всего опыта велись записи в дневник наблюдений.

Как получить красивые и цветные кристаллы

Придать кристаллу определенный цвет очень просто. На стадии подготовки раствора необходимо добавить пищевой краситель любого цвета. Цветовая насыщенность будет зависеть от количества добавляемого красителя.

Покрасить готовый кристалл тоже возможно, но покраска грозит потерей его прозрачности.

Как вырастить кристалл из сахара

Выращивание поликристалла из сахара занимательное и вкусное занятие, так как после завершения опыта им можно угостить своих знакомых на очередном чаепитии. Более того, это безопасно и познавательно для детей, присутствие взрослых понадобится только при приготовлении раствора на плите.

Получение кристаллов сахара схож со способом образования образцов из соли, поэтому разберем пропорции и некоторые нюансы приготовления. Для этого потребуется 5 стаканов сахара и 2 стакана воды. В качестве затравки приготовим шпажки, которые надо предварительно обмакнуть в заранее приготовленный сироп (1/4 стакана воды и 2 чайных ложки сахара) и равномерно обсыпать сахаром.

Затем приступаем к приготовлению раствора. Насыпаем 2,5 стакана сахара в кастрюльку с водой, постоянно помешивая на малом огне. Размешав первую порцию сахара, высыпаем остальные 2,5 стакана. Добиваемся полного растворения сахара, варим сироп (5 минут). Снимаем с плиты и даем остыть 15-20 минут. После всех «кулинарных» манипуляций разливаем сироп по стаканам и опускаем в них наши заготовленные шпажки, прикрепив их к бумаге, которой накрываем стакан. Через неделю получаем красивый сахарный кристалл, которым можно угостить своих друзей. Для получения цветных кристаллов добавляем пищевой краситель на стадии приготовления сиропа.

Кристаллы из селитры

Со способом получения кристаллов из нагретых растворов мы уже ознакомились, поэтому ограничимся пропорциями. Возьмем 100 г селитры на 50 мл воды и ставим на огонь в небольшой емкости. После растворения осадка фильтруем раствор и оставляем остывать. По мере остывания начнут образовываться кристаллы ярко-белого цвета. Для получения более крупного кристалла нужно увеличить количество раствора. Чем медленнее остывает раствор, тем лучше кристаллообразование.

Видео «Кристаллы из лимонной кислоты»

В заключение хочется пожелать успехов в опытах и обязательно соблюдать технику безопасности.

Я выращиваю кристаллы | Творческие проекты и работы учащихся

Предложенная исследовательская работа по химии «Я выращиваю кристаллы» содержит в себе описание теоретической информации о кристаллах, их виде и способах образования, а также рассмотрены возможные варианты самостоятельного выращивания кристаллов в домашних условиях.

Подробнее о проекте:

В процессе работы над исследовательским проектом по химии об исследовании выращивания кристаллов автор провел эксперимент по выращиванию разноцветных кристаллов из сахарного песка в домашних условиях, который представлен в виде подробного пошагового фотоотчета, а также проанализировал, насколько это актуально в современном мире.

Ученик школы в рамках своего проекта на тему «Я выращиваю кристаллы» излагает самые интересные факты о кристаллах, дает характеристику разным по внешним признакам и природе происхождения кристаллам, знакомится со способами их выращивания в домашних условиях.

Оглавление

Введение
1. Самые интересные факты о кристаллах.
2. Выращивание кристаллов из сахара в домашних условиях.
Заключение
Приложение

Введение

Кристаллы — это завораживающие творения природы и человека. Снежинки, морозные узоры на стеклах окон и иней — все это кристаллы. Многие кристаллы – продукты жизнедеятельности организмов. Способностью наращивать на инородных телах, попавших в раковину, перламутр, обладают некоторые виды моллюсков.

Через 5-10 лет образуется жемчуг. Кристаллами являются алмазы, рубины, сапфиры и другие драгоценные камни. Кристаллы бывают разных форм и расцветок, они встречаются нам повсюду. Мы ходим по кристаллам, строим из кристаллов, обрабатываем кристаллы на заводах, выращиваем их в лабораториях, широко применяем в технике, науке, оптике.

Меня заинтересовал вопрос: возможно ли вырастить кристаллы из сахара в домашних условиях?

Цель проекта: вырастить в домашних условиях разноцветные кристаллы из сахара.

Задачи проекта:

1. Найти и описать самые интересные факты о кристаллах.
2. Собрать информацию о методах выращивания кристаллов.
3. Провести опыт по выращиванию разноцветных кристаллов их сахара в домашних условиях.
4. На основе результата опыта сделать выводы об актуальности моей работы для меня лично и для человека в целом.

Гипотеза: Я считаю, что каждый может вырастить кристалл в домашних условиях.

Методы исследования: анализ источников информации, наблюдение, опытно-исследовательский метод, обобщение.

Используемые источники информации: ресурсы сети Интернет, беседы с учителем и родителями.

Самые интересные факты о кристаллах

1. В переводе с греческого, слово «кристалл» означал «лед». Однако позже кристалл приобрел и еще одно название — горный хрусталь.
2. Многие из самых обычных веществ вокруг нас представляют из себя кристаллы. Замерзающая вода превращается в кристаллы льда или снежинки. Каждая отдельная частица соли или сахара — тоже кристалл!
3. Самые крупные кристаллы существуют в Мексике, в двух пещерах. На глубине более 300 метров находятся кристаллы длинною в 10-15 м. Состоят они из селенита — прозрачного гипса.
4. Кристаллы воспроизводят сами себя и таким образом растут. Их по праву можно называть «живыми» существами природы.
5. На сегодняшний день почти все существующие кристаллы выращивают искусственно. Таким образом получают именно то, что необходимо конечному потребителю. Производство кристаллов – один из самых дорогостоящих и красивых бизнесов. Люди, которые выращивают искусственные кристаллы, зарабатывают огромные деньги. Ведь из «ненастоящих» делают такие драгоценные камни как сапфир и рубин.

Выращивание кристаллов из сахара в домашних условиях

Я решил вырастить кристалл из сахара.

Мне понадобилось: вода; сахар; палочки из дерева; прозрачные стаканы; пищевые красители; плотная бумага; кастрюля.

Берем 1/4 стакана воды и две ложки сахара. Смешиваем, доводим на огне до получения сиропа. Макаем деревянную палочку в сироп и немного обсыпаем сахаром. Подобным образом делаем требуемое количество заготовок и оставляем их до полного высыхания на ночь.

В кастрюле из 2 стаканов воды и 5 стаканов сахарного песка на небольшом огне, постоянно помешивая, готовим сахарный сироп. После этого оставляем сироп немного остыть. Берем кусочки бумаги чуть больше диаметра наших стаканов и протыкаем их палочками. Главное, чтобы бумага плотно зафиксировалась на палочке. Бумага будет являться держателем и крышкой для стакана.

Остывший, но еще горячий сироп разливаем по стаканам. Добавляем немного пищевого красителя, тогда кристаллы в итоге получатся цветными. Опускаем в стаканы наши палочки с бумагой и оставляем в покое до созревания кристалла. Важно при этом не касаться стенок и дна! Каждый день кристаллы увеличиваются и через 7 дней уже все готово!

Полученные сахарные кристаллы красивы, и еще они очень вкусные!

Заключение

Говоря о кристаллах, мы чаще всего представляем себе сверкающие, излучающие свет и цвет кристаллы драгоценных камней – топазов, рубинов, аметистов, бриллиантов. Но на самом деле почти весь мир состоит из кристаллов. Соль и сахар, снег, лед, глина и песок, сотни других веществ – все это не что иное, как кристаллы.

В результате проведенного исследования гипотеза полностью подтвердилась: мне удалось вырастить кристаллы из сахара в домашних условиях. Кристаллы растут в насыщенном растворе при постепенном испарении жидкости.

Искусственное выращивание кристаллов имеет огромную ценность для человека, так как такие кристаллы широко применяются в науке, технике, оптике.

Результаты моего исследования могут быть использованы на уроках окружающего мира, а также интересны другим ребятам.

Полученные в процессе исследования знания, навыки и умения обязательно пригодятся мне в дальнейшей учебе на уроках химии и физики.

Приложения

Если страница Вам понравилась, поделитесь в социальных сетях:

(PDF) ВЫРАЩИВАНИЕ КРИСТАЛЛОВ ИЗ РАСТВОРОВ

Овруцкий А. М., Подолинский В. В. Изучение роста кристаллов нафталина и пара-

дибромбензола в тонких слоях расплавов. — В кн.: Рост кристаллов. Ереван, Изд-во

Ереванск. ун-та, 1975, т. 11, с. 293—298.

Овсиенко Д. Е. Зарождение центров кристаллизации в переохлажденных жидких

металлах. — В кн.: Современные проблемы кристаллографии. М., Наука, 1975,

с.’127—149.

Петров Т. Г. Влияние среды на рост азотнокислого калия из водных растворов.—

Кристаллография, 1964, т. 9, вып. 4, с. 541—545.

Петров Т. Г. Теория информации и проблемы кристаллогенезиса. — В кн.: Про-

цессы роста кристаллов и пленок полупроводников. Новосибирск, 1970, с. 61—72.

Портнов В. Н., Белюстин А. В. Влияние примесей на скорость роста граней

алюмокалиевых квасцов из раствора. — Кристаллография, 1965, т. 10, вып. 3, с. 362—

367. Пунин Ю. О., Ульянова Т. П., Петров Т. Г. Образование макроблочности в кри-

сталлах КС1 при малых пересыщениях. — В кн.: Кристаллография и кри-

сталлохимия. Л., Изд-во ЛГУ, 1973, вып. 2, с. 97—100.

Трейвус Е. Б., Петров Т. Г. Проектирование кристаллических структур с по-

мощью преобразования координат. — Зап. Всесоюз. минерал, о-ва, 1964, ч. 93, сер. 2,

вып. 2, с. 197—203.

Франк Ф. К. Дискуссия. — В кн.: Новые исследования по кристаллографии и

кристаллохимии. М., ИЛ, 1950, сб. 1, с. 140.

Хаджи В. Е. Образование дислокаций в процессе роста кристаллов кварца.—

Минерал, сб. Львовск. геол. о-ва, 1966, № 20, вып. 3, с. 418—423.

Хокарт Р., Матье-Сико А. Ориентированные наросты и стабилизация куби-

ческой (I), тетрагональной (II) и ромбической (III) модификаций нитрата аммония

при обычных температурах. — В кн.: Новые исследования по кристаллографии и

кристаллохимии. М., ИЛ, 1950, сб. 2, с. 28—32.

Чернов А. А., Кузнецов В. А. Кинетика гидротермальной кристаллизации кварца в

различных растворах и гипотеза адсорбционной пленки. — Кристаллография, 1969, т.

14, вып. 5, с. 879—883.

Шабалин К.. В., Инюшкин Г. В. Влияние вращения монокристаллов на скорость

их роста и образование «паразитных» кристалликов. — В кн.: Рост кристаллов. М.,

Наука, 1965, т. 6, с. 385—387.

ЭПР, структура растворов электролитов и электрохимическое генерирование

свободных радикалов / П. А. Загорец, В. И. Ермаков, А. Г.. Атанасянц, В. В. Орлов.

— В кн.: Растворы, расплавы. М., ВИНИТИ, 1975, т. 1, с. 5—63.

Gulzow И. J. Wechselwirkungen zwischen Kristallmorphologie und perma-nenten Sto-

rungen wahrend des Wachstums von Kristallen. — Kristall und Tech-nik, 1966, Bd. 3, H. 1,

S. 411—422.

Peibst H., Noack J. Ober die Wachstumsgeschwindigkeit und Keimbildungs-

hauftigkeit von KG aus der Losung bei hohen Oberschreitungen. — Z. Phys. chem., Leip-

zig, 1962, Bd. 221, N 1/2, S. 115—120.

Stenike V. Losungs- und Wachstumsbehinderung in System KC1 —h30 durch Blocki-

erung mit einer Deckschicht komplexer Cianide. — Z. fur anorg. und allge-meine Chemie,

1962, Bd. 317, H. 3-4, S. 186—203.

К ГЛАВЕ 2

Микроскопический метод изучения фазовых равновесий и кристаллизации / Т. Г.

Петров, Ю. О. Пунин, Е. Б. Трейвус и др. — В кн.: Массовая кристаллизация. М.,

ИРЕА, 1975, вып. 1, с. 9—17.

Review: Crystallisation. — Ind. Eng. Chem., v. 38, N 1, p. 18—19; Warren L., McCa-

be, 1946, v. 40, N 1, p. 11—13; Grove C. S., Gray J. В., 1948, v. 41, p. 22—25; Grove C.

S., Gray J. В., 1949, v. 42, p. 28—31; Grove C. S., Gray J. В., 1950, v. 43, p. 58—62;

Grove C. S., Gray J. В., 1951, v. 44, p. 41—45; Grove C. S., Gray /. В., 1952, v. 45, p. 34—

38; Grove C. S., Gray J. В., 1953, v. 46, p. 75; Grove C. S, Schoen H. M., Palermo I. A.,

1954, v. 47, N 3, pt. II, p. 520—523; Palermo I. A., Grove C. S., Schoen H. M., 1955, v. 48,

N 3, pt. II, p. 486—491; Palermo I. A., Grove C. S., Schoen H. M., 1956, v. 49, p. 470—

475; Palermo 1. A.t Grove C. S., Schoen H. M., 1957, v. 50, p. 430—434; Schoen H. M.,

Grove C. S.t

192

Без дефектов: как выращивают монокристаллы для квантовых компьютеров

«Это очень странный тип материалов. Представьте себе кусок дерева, обернутый алюминиевой фольгой. Дерево — диэлектрик, оно не проводит электрический ток, а фольга проводит. Так и топологический изолятор. В теории его объем не проводит ток, но поверхность, в отличие от фольги, пропускает электроны, причем только с определенным спином», — поясняет ученый.

Благодаря столь необычному свойству топологические изоляторы могут найти применение в квантовых компьютерах в качестве носителей информации или послужить основой сверхбыстрых транзисторов, составив конкуренцию графену. Но пока все это звучит как фантастика. Попытки вырастить монокристаллы топологических изоляторов с нужными параметрами окончились неудачей. Из-за множества дефектов структуры кристаллы быстро окислялись на воздухе, а их внутренний объем проводил электрический ток.

Круговой нагрев

Обычно, когда расплав застывает, в нем возникает множество центров кристаллизации, выступающих точками роста граней и слоев сразу нескольких кристаллов. Чтобы получить монокристалл, в расплаве нужно создать условия для образования одного зародыша. Для этого смесь веществ загружают в емкость, конически сужающуюся книзу, и помещают в неравномерно прогретую вертикальную печь так, чтобы контейнер находился в области температур, превышающих точку кристаллизации. Медленно опуская контейнер, добиваются того, чтобы зародыш образовывался в самом низу конуса и расплав нарастал на него в виде кристалла снизу вверх. Этот метод изобрел в свое время американский физик Бриджмен.
Добиваясь стабильного роста кристаллов, Кох с коллегами немного изменили метод Бриджмена. В качестве емкости они используют ампулу из кварцевого стекла, из которой перед запайкой откачали воздух. Это необходимо, чтобы защитить смесь от окисления. Хотя ампула прозрачная, рост монокристалла не увидеть: у раскаленного расплава слишком сильное излучение. Это все равно что смотреть на лампочку накаливания или Солнце. Селенид галлия растет при температуре 940 градусов Цельсия, тетрадимит — при 600 градусах.
«Обычно считается: чем равномернее емкость нагрета со всех сторон, тем лучше. Мы же поступили наоборот: решили чуть-чуть перегревать ампулу с одной стороны», — говорит Константин Кох.

растущих качественных кристаллов — Химический факультет Массачусетского технологического института

Согласно старому правилу Garbage In = Garbage Out , кристаллическая структура настолько хороша, насколько хорош кристалл, используемый для сбора данных. Поэтому стоит потратить время на улучшение качества ваших кристаллов. Несмотря на то, что выращивание кристаллов — это больше искусство, чем наука, и удача является важным фактором, есть кое-что, что нужно делать, а кое-чего не делать. В следующих параграфах упоминаются некоторые из наиболее важных.Сначала немного теоретических основ о кристаллизации.

Насыщенность и пересыщение

Теоретически кристаллизация должна начинаться, когда концентрация соединения в растворителе выше, чем произведение растворимости этого соединения. Однако обычно кристаллизация кинетически затруднена, и кристаллы растут только из перенасыщенных растворов. Есть несколько способов достичь этого метастабильного состояния перенасыщения.

Самый простой — увеличить концентрацию путем испарения растворителя до начала кристаллизации.Этого можно добиться, если не закрывать крышку пробирки или колбы очень плотно и просто подождать. Многие кристаллы получают из трубок ЯМР. Трубки для ЯМР обычно закрываются этой маленькой цветной заглушкой в ​​форме бейсболки, которая не слишком тугая. Если его забыть в холодильнике или на лабораторном столе на несколько месяцев, растворитель медленно испаряется из трубки ЯМР, раствор сначала зашивается, затем становится перенасыщенным, и кристаллы растут.

Другой способ получения перенасыщенного раствора заключается в том, что многие соединения лучше растворяются в горячих растворителях, чем в холодных.Горячий раствор, который почти насыщен, может давать кристаллы при комнатной температуре или, при необходимости, ниже. Однако кисты, которые растут при более высокой температуре, часто сдваиваются или демонстрируют статическое расстройство.

Другой способ перенасыщения, часто лучший способ выращивания качественных кристаллов, — это использование бинарных систем растворителей. Вам нужны две жидкости, которые хорошо смешиваются, и ваше соединение должно быть растворимо только в одной из них. Жидкость, в которой растворяется ваше соединение, называется растворителем, другая жидкость — осадителем.Поскольку ваше соединение менее растворимо в смеси двух жидкостей, вы можете выращивать кристаллы, медленно смешивая (не слишком) концентрированный раствор вашего соединения с осадителем. Это может происходить как диффузия жидкость-жидкость, диффузия в газовой фазе или через мембрану (диализ).

Зарождение

Кристаллизации предшествует зародышеобразование, которое происходит либо спонтанно, либо вызвано вибрацией или частицами. Если зародышеобразование начнется слишком быстро, вырастет слишком много слишком мелких кристаллов.На рисунке ниже показана диаграмма равновесия кристаллизации из раствора. Для дифрактонного эксперимента вам понадобится не более одного хорошего монокристалла. Лучший способ вырастить несколько хороших кристаллов, в отличие от большого количества плохих, — это медленно изменять концентрацию в области зародышеобразования, не углубляясь в нее. Образование зародышей (не слишком много) и начальная кристаллизация снизят концентрацию и вернут раствор в область перенасыщения.Здесь растут существующие кристаллы, но не образуются новые зародыши. Вы хотите, чтобы ваша система оставалась там. Это означает, что все изменения в вашей системе должны быть медленными.

Размер Вопросы

Кристаллы дифракционного качества должны быть относительно большими. Может быть, не совсем в масштабе обручального кольца, но от 0,1 до 0,3 мм в каждом измерении — хорошее число. Чтобы вырастить крупные кристаллы, важно избегать множества центров зародышеобразования (см. Выше). Кристаллы, которые растут медленнее, имеют тенденцию быть больше.Для кристаллов, которые были выращены путем медленного охлаждения растворителя: обычно это улучшает качество и размер кристаллов, если раствор медленно нагревают до тех пор, пока почти все кристаллы снова не растворятся, а затем очень медленно охлаждают во второй раз. Это может уменьшить количество получаемых кристаллов и обычно улучшает качество и размер.

Я зря потратил время, теперь время тратит меня зря

Хороший кристалл растет медленно. Хорошие временные рамки для эксперимента по кристаллизации составляют от двух до семи дней.Кристаллы, которые растут в течение нескольких минут, обычно не дифрагируют так хорошо, как могли бы.

Методы кристаллизации

Медленное испарение

Как упоминалось выше, это простейший метод выращивания кристаллов. Приготовьте почти насыщенный раствор вашего соединения в подходящем растворителе, переложите по крайней мере пару миллилитров в чистый контейнер, в идеале с большой поверхностью, и накройте. Однако не накрывайте его слишком плотно (алюминиевая фольга с несколькими перфорациями, похоже, подойдет очень хорошо), так как вы хотите, чтобы растворитель испарился в течение следующих дней.Отложите контейнер в сторону и как можно меньше мешайте эксперименту (помните: вибрация может вызвать зародышеобразование).

• Преимущества: Easy.
• Недостатки: Требуется много материала, начинается с (почти) насыщенного раствора, что может привести к слишком сильному зародышеобразованию, что не очень хорошо для чувствительных к воздуху соединений.

Медленное охлаждение

Приготовьте почти насыщенный раствор вашего соединения с температурой кипения выбранного вами растворителя или близкой к ней.Перелейте раствор в чистую емкость и накройте. Поместите емкость в тепловую баню примерно той же температуры и дайте медленно остыть. Дьюар с горячей водой часто помогает. Разновидностью этого метода является приготовление насыщенного раствора комнатной температуры и установка емкости в холодное место. Например. thf остается жидким при -80 ° C, что позволяет выращивать кристаллы в бане с сухим льдом и ацетоном (или в морозильной камере -80 ° C).

• Преимущества: Легко, лучше всего работает с только умеренно растворимыми веществами.
• Недостатки: Требуется много материала, начинается с насыщенного раствора (слишком много мелких кристаллов), обычно происходит при высокой температуре, что может привести к неупорядоченным или двойниковым кристаллам.

Диффузия пара

Для этого метода вам понадобится бинарная система растворителей. Выберите две жидкости, которые хорошо смешиваются. Ваше соединение должно быть относительно хорошо растворимым в жидкости с более высокой температурой кипения — мы называем эту жидкость растворителем — и настолько хорошо, насколько нерастворимо в жидкости с более низкой температурой кипения, которую мы называем осадителем .Приготовьте раствор вашего компунда в небольшом открытом контейнере. Поместите эту емкость в емкость большего размера, содержащую осадок, и хорошо закройте внешнюю емкость. Со временем более летучий осадитель будет диффундировать по газовой фазе в растворитель, что приведет к перенасыщению, зародышеобразованию и, если все пойдет хорошо, к окончательной кристаллизации. Вы можете регулировать скорость диффузии, изменяя температуру.

• Преимущества: Хорошо работает с небольшими количествами, обычно дает хорошие кристаллы, параметры легко контролировать.
• Недостатки: Не все так просто, найти два подходящих растворителя может быть сложно.

Диффузия жидкость-жидкость

Как и в случае метода диффузии паров, вам потребуется бинарная система растворителей. В этом случае точки кипения не имеют большого значения, но удельные плотности двух жидкостей должны быть разными. Приготовьте концентрированный раствор вашего компаунда в растворителе и приготовьте осадитель. Перенесите небольшой объем жидкости, имеющей более высокую удельную плотность, в узкую емкость и аккуратно залейте его другой жидкостью.Лучше всего это работает со шприцем и иглой для подкожных инъекций. Со временем два растворителя смешаются, и, если вам повезет, образуются кристаллы. Один из вариантов этого метода — заморозить нижний слой перед добавлением второй жидкости. Это значительно упрощает получение четкого разделения между двумя слоями.

• Преимущества: Хорошо работает с небольшими количествами, параметры легко контролировать.
• Недостатки: Немного сложно подобрать два подходящих растворителя.

Сублимация

Сублимация не должна быть предпочтительным методом выращивания кристаллов дифракционного качества. Сублимация обычно происходит при относительно высоких температурах, а это означает, что при образовании кристаллов в системе требуется много энергии. При высокой температуре различия между двумя одинаковыми ориентациями молекул могут стать незначительными, что приводит к двойниковому или статически неупорядоченному кристаллу. Кроме того, кристаллы обычно растут слишком быстро, когда их получают сублимацией, что также может способствовать сплетению или беспорядку.

Конвекция

Конвекция, хотя и несколько экзотическая, может быть хорошим методом выращивания кристаллов высокого качества. Создание температурного градиента в сосуде для кристаллизации путем охлаждения или нагрева его части приводит к медленному и устойчивому потоку в жидкой фазе. Идея состоит в том, что больше вещества растворяется в более горячей части емкости, перемещается в более холодную область, где начинает кристаллизоваться. Кристаллы движутся потоком, попадая в зону гудка, где полностью или частично растворяются.Те, которые растворяются лишь частично, вырастут в своем следующем путешествии из теплого в холодное и обратно в теплое. Несколько сотен кругов могут сделать кристалл очень хорошего дифракционного качества. Скорость в сосуде пропорциональна градиенту тепла, который не должен быть слишком большим, так как слишком быстрая конвекция не оставит достаточно времени для зародышеобразования.

Имитируя конструкцию Дэвида Уоткина (Watkin, DJ, J. Appl. Cryst. (1972), 5, 250.), Чак Барнс придумал следующую идею: «Отрежьте кончик пипетки Пастера примерно на один см выше ее начала. сужающейся части, а затем термосваривайте меньший конец, вы получаете хороший дешевый пузырек для градиента температуры.Поместите суспензию вашего материала в относительно слабый растворитель во флакон и центрифуги, чтобы набить нерастворенный материал в наконечник. После центрифугирования в наконечнике находится твердый осадок (~ 5 мм), покрытый чистым «плохим» растворителем. Закройте флакон тефлоновой лентой и парафильмом. Я делаю нагреватель из керамических резисторов цилиндрической формы, которые обычно можно купить в магазине электроники. Я нашел несколько зеленых на 100 Ом, они хорошего размера. Поместите только кончик флакона с твердой гранулой в нагреватель так, чтобы флакон находился под углом ~ 45 градусов от вертикали.Подайте напряжение, чтобы получить на резисторе около 50 ° C, и у вас будет хороший температурный градиент в пробирке. Если повезет, вы получите кристаллы, растущие во флаконе. Кажется важным убедиться, что у вас есть хороший температурный градиент во флаконе. Если повезет, вы получите кристаллы, растущие во флаконе. Кажется важным убедиться, что весь аморфный материал упакован … нет порошка там, где вы хотите, чтобы кристаллы росли ». Чак добавляет об этом методе: «Временами он давал мне превосходные кристаллы, а иногда давал превосходные кристаллы (меньший разброс мозаики), даже когда кристаллы были получены от испарения.”

Как обращаться с кристаллами, когда они у вас есть

Прежде всего: НИКОГДА не удаляйте растворитель ! Часто молекулы растворителя совместно кристаллизуются с вашим соединением, что делает их неотъемлемой частью кристаллической решетки. При удалении маточного раствора из кристаллов кристаллы подвергаются воздействию воздуха (или любого другого газа, который есть в перчаточном ящике), а молекулы летучих растворителей медленно испаряются из кристаллической решетки, оставляя пустые отверстия. Очень маленькие отверстия снижают максимальное разрешение, до которого дифрактирует кристалл, большие отверстия разрушают кристалл.

Не стоит слишком часто менять условия окружающей среды для ваших кристаллов. По возможности оставьте их в покое.

Наука о растворимости: как вырастить лучшие кристаллы

Ключевые концепции
Химия
Растворимость
Насыщенность
Кристаллы
Очищение

Введение
Вы когда-нибудь задумывались, как делают кристаллы? Кристаллы бывают разных форм и размеров.Однако самые чистые и чистые кристаллы обычно становятся самыми крупными. В этом упражнении вы сравните размер и форму кристаллов, выращенных при разных температурах. С помощью воды и буры, бытового чистящего средства, вы можете открыть для себя метод выращивания больших чистых кристаллов!

Фон
Химические реакции постоянно происходят вокруг вас — и внутри вас. Например, химическая реакция может превратить металл в красновато-коричневую ржавчину (железо в металле реагирует с кислородом воздуха или воды, и конечный продукт — это то, что мы называем ржавчиной).Химики проводят химические реакции, чтобы преобразовать одно химическое соединение в другое. Иногда, когда образуется несколько продуктов, химик может захотеть отделить одно соединение от других. Один из способов сделать это — использовать процесс, называемый перекристаллизацией, когда раствор соединений можно растворить в горячей воде, а затем охладить. По мере охлаждения одно вещество кристаллизуется (становится кристаллами) и может быть удалено из остальной жидкости, содержащей другое соединение.

Почему при охлаждении смеси появляются кристаллы? Это связано с растворимостью или наибольшим количеством чего-либо, что может быть растворено в чем-то еще, например, растворение порошкового чистящего средства, Borax, в воде.Растворимость большинства твердых веществ увеличивается с температурой. Другими словами, в горячей воде может быть растворено больше буры, чем в холодной. Таким образом, если горячая насыщенная смесь охлаждается, буры больше, чем может содержаться в более холодной воде, и поэтому бура может выпасть из смеси, образуя кристаллы.

Материалы
• Большая чаша
• Кубики льда
• Вода
• Строка
• Ножницы
• Два карандаша
• Две одинаковые банки или большие стаканы для питья
• Кастрюля
• Borax, также называемый бытовым уборщиком 20-Mule Team.Его можно найти в проходах для уборки многих продуктовых магазинов. (Соблюдайте осторожность при обращении с чистящими средствами — они могут повредить кожу и глаза, и их нельзя вдыхать.)
• Мерная столовая ложка
• Пластиковая пленка

Препарат
• Наполните большую миску кубиками льда наполовину, а затем добавьте воды, пока она не будет заполнена примерно на три четверти.
• Отрежьте два куска бечевки (они должны быть не меньше высоты банок или больших стаканов).Обвяжите конец одной нитки вокруг каждого из двух карандашей. Отрегулируйте длину струн так, чтобы, когда карандаш кладут на верхнюю часть одной из банок или больших стаканов, конец веревки свисал чуть выше дна банки. Сделайте струны одинаковой длины.
• Бура вредна при проглатывании, вдыхании или попадании в глаза, а в редких случаях прикосновение к ней может вызвать сыпь. При обращении с ним рекомендуется соблюдать осторожность и наблюдение взрослых.

Процедура
• Наполните кастрюлю водой, достаточной для того, чтобы обе банки были заполнены почти полностью.Затем доведите воду до кипения на плите. Когда вода закипит, выключите конфорку, чтобы вода перестала кипеть. (Поскольку бура опасна при вдыхании или попадании в глаза, не рекомендуется растворять ее в кипящей воде.)
• Добавьте одну столовую ложку буры в воду и перемешивайте, пока она не растворится. Продолжайте добавлять по одной столовой ложке за раз, пока не перестанет растворяться. Вам, вероятно, понадобится около трех столовых ложек буры на каждый стакан воды. Как выглядит насыщенный раствор?
• Осторожно налейте равные количества насыщенного раствора буры в две банки.Каждая банка должна быть заполнена примерно на три четверти.
• Положите карандаш на верхнюю часть каждой банки так, чтобы веревка свешивалась в насыщенный раствор.
• Накройте верхнюю часть банок полиэтиленовой пленкой.
• Не трогайте одну банку на столешнице или столе при комнатной температуре. Поместите вторую банку в миску со льдом, которую вы приготовили. При необходимости отрегулируйте уровень воды в миске так, чтобы вода доходила как минимум на три четверти от высоты емкости, но не была настолько высокой, чтобы она попадала в емкость.
• Не трогайте банки в течение как минимум пяти часов. Регулярно проверяйте емкость со льдом и добавляйте лед, если он растаял.
• Проверяйте банки примерно раз в час, чтобы увидеть, как формируются кристаллы. Наблюдать за банкой в ​​миске может быть сложно — попробуйте посмотреть на веревку через крышку из полиэтиленовой пленки. Вы видите кристаллы, образующиеся на стенке одной из банок? Формируются ли кристаллы в одной банке раньше другой?
• По прошествии не менее пяти часов осторожно выньте карандаши и посмотрите на кристаллы на нитках. Как соотносятся размер, форма и количество кристаллов на каждой струне? Как вы думаете, почему это так?
• Extra: В этом упражнении вы исследовали образование кристаллов буры при двух разных температурах, но вы также можете попробовать другие температуры; один из способов — поставить одну из банок в холодильник. Как охлаждение смеси буры при другой температуре влияет на образование кристаллов?
• Extra: Попробуйте сделать кристаллы из других материалов, например из сахара или соли. Насколько хорошо кристаллы образуются при использовании других смесей с водой?
• Extra: Вы занимались этим не менее пяти часов. Как изменятся ваши результаты, если вы выращиваете кристаллы в течение более длительного периода времени? Обязательно добавляйте кубики льда в водяную баню, чтобы она оставалась прохладной на протяжении всего занятия.

Наблюдения и результаты
Образовались ли более мелкие и обильные кристаллы в кувшине и на веревке в миске с ледяной водой, тогда как более крупные, меньшее количество кристаллов лучшей формы образовались в кувшине при комнатной температуре?

Когда горячая насыщенная смесь буры и воды охлаждалась, буры было больше, чем могло содержаться в более холодной воде, и поэтому эта бура выпала из смеси и образовала кристаллы.Кристалл состоит из молекул продукта, которые образуют определенный повторяющийся узор. Когда молекулы кристалла собираются вместе, другие продукты, которые часто считаются примесями или нежелательными продуктами химической реакции, плохо вписываются в структуру, как не подходит неправильный кусок головоломки. Если кристаллы формируются достаточно медленно, примеси будут отброшены, потому что они не подходят правильно, и вместо этого останутся в воде. Вот почему кристаллы в кувшине при комнатной температуре должны были быть больше и иметь форму куба.Но если раствор охлаждается слишком быстро, не остается времени для удаления примесей, и вместо этого они оказываются в ловушке внутри кристаллической структуры, и узор нарушается. Следовательно, кристаллы в чаше с ледяной водой должны были образоваться быстрее и в большем количестве, но были меньше и меньше кубической формы, потому что в них было больше примесей.

Больше для изучения
Кристаллизация, кафедра химии и биохимии Университета Колорадо в Боулдере
Как вырастить большие кристаллы: советы, хитрости и методы, от About.com
Кристаллохимия (pdf), от Королевского химического общества
Crazy Crystal Creations: Как вырастить самые лучшие и самые большие кристаллы, от друзей науки

Это задание предоставлено вам в партнерстве с Science Buddies

Информация об использовании Кристаллы в саду

Это неприятно, когда у вас есть страсть к садоводству, но, похоже, у вас нет зеленого пальца. Те, кто изо всех сил пытается сохранить свой сад живым, будут пытаться почти что угодно, чтобы дать своим растениям заряд здоровья.Вы можете смешивать странные и вонючие смеси, чтобы кормить больные растения, или вы можете попробовать менее беспорядочный вариант повышения энергии растений с помощью кристаллов в саду. Щелкните здесь, чтобы узнать о преимуществах использования драгоценных камней в саду.

Садоводство с кристаллами

Использование кристаллов и других драгоценных камней для их исцеления — это не просто прихоть Нью Эйдж. Шаманы коренных американцев и другие целители со всего мира полагались на силу драгоценных камней на протяжении тысячелетий.Считалось, что разные камни обладают разными лечебными свойствами при разных недугах. Эти энергии использовались для исцеления людей, животных или растений.

Использование камней в исцелении по-прежнему популярно среди целителей. Различные камни также представляют четыре элемента (землю, воздух, огонь и воду), добавляя равновесие и гармонию в сад. Представление элементов важно при проектировании сада для дзен или медитации.

Даже если вы не верите в целительную энергию драгоценных камней, садоводство с использованием кристаллов может добавить декоративности грядкам и контейнерам.Драгоценные камни доступны в широком спектре цветов и предлагают уникальные текстуры, такие как колючие кластеры или гладкие полированные поверхности. Маленькие драгоценные камни можно использовать в птичьих ваннах, фонтанах, сочных контейнерных садах и сказочных садах. Большие драгоценные камни можно разместить по всему саду, например, статуи, смотровые шары или другой садовый декор, или использовать для разметки троп или клумб.

Бабочки используют блестящую отражающую поверхность, чтобы согреться и высушить свои крылья, точно так же, как они смотрят шарики.Антикварные хрустальные люстры или абажуры можно повесить на ветки деревьев, навесы, беседки и т. Д. Там, где на них может падать солнце, отбрасывая блики танцующего света по саду. Недостающие кристаллы можно заменить разными уникальными драгоценными камнями.

Как использовать драгоценные камни в садах

Драгоценные камни и садоводство могут быть полезной комбинацией. Когда в саду используются кристаллы из-за их целебных свойств, камни можно сажать в почву рядом с корнями растений или под ними, или их можно размещать на поверхности почвы рядом с растением.

Рассмотрим несколько драгоценных камней для сада поближе:

Прозрачный кварц — Прозрачные кристаллы кварца являются наиболее распространенными драгоценными камнями, используемыми в комплексном лечении. Этот камень ценится за высокие колебания энергии, а также усиливает энергию и эмоции. В саду прозрачный кварц стимулирует рост и способствует заживлению. Кристаллы кварца бывают мелкими или крупными и могут быть сгруппированными или единичными, грубыми или полированными. Их прозрачная или мутная белая стеклянная поверхность отражает солнечный свет, иногда отбрасывая радужные отражения.Сообщается также, что кварц помогает растениям томатов противостоять вредителям и болезням, таким как фитофтороз.

Моховой агат — Моховой агат, известный как садовый камень, представляет собой камень светло-зеленого цвета, который прекрасно отполирован или нет. Моховой агат способствует связи с землей и имеет заземляющую энергию. Это также добавляет равновесие и способствует здоровью и жизненной силе в саду. Доступный в больших и очень маленьких кусках, моховой агат обычно имеет среднюю каменную форму. Маленькие полированные кусочки или щепки мохового агата станут прекрасным акцентом на кактусах, сочных садах или сказочных садах.

Зеленый авантюрин — Зеленый авантюрин может иметь цвет от светло-зеленого до темно-зеленого. Все вариации цвета яркие. Камни большего размера могут иметь крапинки разных зеленых тонов, в то время как камни меньшего размера могут сильно отличаться по цвету и могут быть интересным наполнителем для контейнерных растений, ванн для птиц или бабочек и фонтанов. Он также представляет собой менее дорогую альтернативу нефриту для дзен-садов или бонсай. Зеленый авантюрин впитывает негатив и снимает стресс. Это может помочь новым посадкам и уменьшить шок после пересадки.Он также считается лечебным камнем.

Древесный агат — Древесный агат с красивыми полосами и пятнами темно-зеленого, белого, а иногда и золотого цвета является красивым, привлекательным камнем для любого места. В саду древесный агат создает успокаивающую, гармоничную энергию, которая заглушает негатив. Разместите древесный агат в садах медитации, дзен или мандалы.

Малахит — Другой зеленый камень, малахит, олицетворяет плодородие и изобилие. Естественно, мы хотим, чтобы наши сады были плодородными и обильными.Малахит также способствует новому росту и преобразованию. Подобно зеленому авантюрину, малахит имеет прожилки разных глубоких оттенков зеленого. Крупные необработанные кусочки создают особенно неповторимые садовые акценты.

Лунный камень — Подобно прозрачному кварцу, лунный камень представляет собой прозрачный или мутный белый драгоценный камень. Как следует из названия, лунный камень ассоциируется с луной. Они являются отличным дополнением к лунным садам, особенно в сочетании с ландшафтным освещением. Лунный камень способствует плодородию и здоровью. Это также добавляет энергии умиротворения и расслабления.

Риолит — Риолит представляет собой красочный драгоценный камень с прожилками и пятнами оранжевого, золотого, зеленого, серого, коричневого и других цветов. В разных регионах встречаются разные вариации риолита. В саду риолит добавляет энергии силы духа, настойчивости и равновесия.

Цитрин — В тонах желтого, золотого и оранжевого цветов цитрин символизирует исцеляющую энергию солнца. Доступный в виде кластеров, больших или маленьких отдельных кусочков или чипсов, цитрин добавляет веселый желтый оттенок грядкам или контейнерам.Цитрин способствует счастью и рассеивает негатив и токсины.

Тигровый глаз — Обычно полосатый рисунок тигрового глаза коричневого, серого с золотыми прожилками и белого цвета выглядит как дерево и может отражать голографический эффект при ярком свете. Тигровый глаз способствует сильному росту корней, гармонии и успеху в саду.

Хотя зеленые камни чаще всего используются для обозначения земли и в садовом исцелении, вы можете использовать любые камни, с которыми вы чувствуете особую связь или которые вам просто нравятся.Аметист, розовый кварц, турмалин и содалит придают больным растениям целительную энергию. Известно, что ясперс способствует новому росту. Для томатов рекомендуются оникс и обсидиан. Фактически, черные камни, такие как оникс и обсидиан, по сообщениям, сбивают с толку и отпугивают вредителей. Какие бы камни вы ни использовали, драгоценные камни и садоводство могут выделить ваши грядки и контейнеры.

советов по выращиванию кристаллов

советов по выращиванию кристаллов

Прогресс в дифрактометрах

Сбор наборов данных для определения структуры рентгеновских лучей расширяется. быстрее и быстрее за счет использования зональных детекторов, производимых несколькими производители:

Bruker
rayonix
Rigaku
STOE & Cie GmbH

Сайты о кристаллизации

Использование площадных детекторов не делает ненужными кристаллы хорошего качества.Синтетический поэтому химики должны получить хорошее образование в области кристаллизации. техники. Некоторые знания можно найти в Интернете:

Руководства Пола Бойля по выращиванию кристаллов

Рекомендуемая литература

Чрезвычайно ценная информация о различных методах кристаллизации может также можно найти в химической литературе. Следующие две публикации должно быть известно каждому химику, заинтересованному в выращивании кристаллов для рентгеноструктурный анализ:

P.G. Джонс: выращивание кристаллов,
Chemistry in Britain (1981) 17, 222-225.

J. Hulliger: Chemistry and Crystal Growth,
Angew. Chem. Int. Эд. Англ. (1994) 33, 143–162.
Энгью. Chem. (1994) 106, 151-171.

Б. Спинглер, С. Шнидриг, Т. Тодорова, Ф. Уайлд: Некоторые мысли о монокристаллический рост малых молекул,
CrystEngComm (2012) 14, 751-757.

Рекомендуемые книги

К людям, желающим глубже разобраться в этом вопросе, обращаются следующие три книги:

А.Холден, П. Моррисон: Crystals and Crystal Growing,
MIT Press, Cambridge, Massachusetts (1982)
ISBN 0-262-58050-0 (pbk.), 13.95 US $
(Очень простое введение в предмет. Также из-за хорошей цены подходит в качестве подарка для детей от 14 лет.)

J.W. Mullin: Crystallization,
Butterworth-Heinemann, Oxford, Великобритания (1993)
ISBN 0-7506-1129-4, 85,00 £
(Хороший обзор. Термодинамика зародышеобразования и роста кристаллов процессы.Промышленное применение кристаллизации.)

К.-Т. Wilke, J. Bohm: Kristallzüchtung,
Verlag Harri Deutsch, Thun; Франкфурт-на-Майне (1988)
ISBN 3-87144-971-7, 220,00 DM
(Полная стандартная работа. Доступна только на немецком языке. Почти все упомянутые методы. Список соединений содержит около 2000 вещества.)

дальнейшее чтение

---

Кристаллизация в лаборатории

Кристаллизация относится к старейшим методам, используемым в химических лабораториях.Тем не менее, кристаллизация считается скорее искусством, чем наука. Во многих случаях кристаллизация более трудна и требует меньше времени. успешнее, чем другие методы, такие как дистилляция или хроматография. Кроме того, часто не хватает знаний о методы кристаллизации. Многие учебники не рассматривают эту тему.

Как сказано во многих вводных учебниках химии, кристаллизация должна начаться, если концентрация раствора выше чем соответствующее произведение растворимости.Фактически, кристаллизация — это кинетически затруднено. Это приводит к метастабильному состоянию перенасыщение: концентрация выше, чем произведение растворимости, но кристаллизация еще не началась. Это состояние перенасыщения оптимальное условие для роста кристалла. Фактически это единственное условие для выращивания кристаллов: Если концентрация выше, неконтролируемый самопроизвольный начинается кристаллизация; если концентрация ниже, уже образовалась кристаллы растворятся.

Поэтому часто используемый в лаборатории процесс — это охлаждение реакционной смеси до достижения состояния пересыщения.Но, как как указывалось ранее, кристаллизация кинетически затруднена и не начнется, даже если подождать месяц. Что вам нужно, так это кристаллические семена. В зарождение этих кристаллов (зародышеобразование) — самая сложная часть всего процесса кристаллизации.

Вы можете попробовать один из следующих методов зародышеобразования:

1. Зарождение ядра — это в большинстве случаев эндотермический процесс. Испарение поэтому растворитель при повышенных температурах является лучшим выбором для получение кристаллических семян, чем просто охлаждение.Если первые кристаллы видно, рост кристаллов после этого контролируется понижением температура (рост кристаллов в большинстве случаев экзотермичен).

N.B. Кристаллизация при более высоких температурах может привести к другим кристаллическим формам. по сравнению с более низкими температурами. Сульфат натрия кристаллизуется в виде декагидрата при кристаллизовался ниже 305,53 К и без гидратной воды при кристаллизации выше 305,53 К. Карбонат кальция предпочитает арагонит и ватерит. модификации при более высоких температурах и модификация кальцита при более низкие температуры.

2. Раствор охлаждают до (неконтролируемой) самопроизвольной кристаллизации. настаивается. Затем раствор нагревают до тех пор, пока почти все кристаллы снова растворяются. Оставшимся кристаллам позволяют расти на контролируемое охлаждение.
N.B .: К сожалению, многие химики вообще гордятся наличием кристаллов. Они не хватит смелости снова растворить кристаллы. Они просто приносят результаты неконтролируемой самопроизвольной кристаллизации кристаллографу. Качество этих кристаллов очень низкое, и во многих случаях также результаты определения структуры.

3. Ультразвук часто помогает получить кристаллические семена. Ультразвук используется в чистящие ванны, но также могут образоваться царапины на стекле сосуд для кристаллизации.

4. Гетреогенное зародышеобразование. На нуклеацию может значительно повлиять наличие простых следов примесей в системе. Примеси могут действовать в качестве ингибиторов или ускорителей.

---

Золотые правила

1. «Не кристаллизируйтесь в темноте».
Многие химики ставят кристаллизационные сосуды в темное место, оставьте его там на часы, дни или месяц и подождите где-нибудь еще.Это неправильный путь. Вы должны наблюдать за процессом !!! Если видны первые кристаллы, вы должны контролировать процесс выращивания. (температура, скорость охлаждения). Если кристаллов не видно, необходимо что-то поменять.

2. «Не кристаллизируйте слишком концентрированно».
Кристаллизация из слишком концентрированных растворов часто приводит к образованию стекла, сиропа или другие неприятные результаты. Хорошим примером являются очень растворимые сахара. в воде. Поэтому они образуют высокие концентрации и почти никогда не кристаллизоваться из воды.Лучше выбрать растворитель (или смесь растворителей), в которых растворенное вещество менее растворимо.

3. «Не торопись».
Если вам нужен месяц или годы для синтеза соединения, почему кристаллизация завершится через несколько часов? Вы не прекращаете синтез после Первые неудачные попытки, почему вы так рано прекращаете кристаллизацию.

4. «Не забывай о деталях».
Вы пишете превосходный подробный лабораторный блокнот о своем синтезе. Ты указать точки кипения и плавления, концентрации, цвета, время реакции и так далее.Но вы вообще не упоминаете свои условия кристаллизации или только одним предложением. Замечание «Подходящие кристаллы были получены медленным испарение растворителя «читателю не поможет.

5. «Не используйте стеклянные сосуды».
При испарении растворитель ползет по стенкам стеклянного сосуда, т.к. гидроксильные группы силикатного стекла делают его гидрофильным. Зарождение происходит поэтому вне решения. Намного лучше сосуды из полипропилен или тефлон. Растворитель не ползет по этим сосудам.Вы также можете сделать стеклянные сосуды гидрофобными с помощью силанирования.

6. «Используйте акцепторы».
Многие вещества трудно кристаллизовать, потому что содержат акцепторы водородных связей. Кембриджская структурная база данных содержит более 350 веществ, кристаллизованных в виде пикратов. В других случаях в качестве альтернативы можно использовать оксид трифенилфосфина. ( M.C. Etter, P.W. Baures, J. Am. Chem. Soc. (1988) 110, 639-640).

---

Что любят кристаллографы

1.Кристаллографам нравятся кристаллы размером 0,2-0,3 мм, которые не сросшиеся.

2. Кристаллографы похожи на кристаллы, содержащиеся в растворителе.

3. Кристаллографам нравятся медленно растущие кристаллы. Они в большинстве футляры лучшего качества.

4. Кристаллографы любят растворители, которые не склонны к беспорядку.

5. Кристаллографы любят анионы, которые не склонны к беспорядку.

---

Особые методы

Кристаллизация в гелях
Кристаллизация из расплава
Автоматическая кристаллизация
Кристаллизация биологических макромолекул
Если ничего не получается…

---

Страница поддерживается Мартином Лутцем. Последнее изменение 19-сен-16.
электронное письмо Мартину Лутцу

целебных кристаллов — как использовать кристаллы в домашних условиях

Кристаллов. Виктория Бекхэм использует их за кулисами на своих показах мод. Миранда Керр помещает их в свою комнату для медитации и йоги. Кэти Перри спит с одним в руке по ночам.

Ага, у мира исцеляющих кристаллов наступает момент.

Впервые получив популярность в 1970-х годах, исцеление кристаллами возродилось в последние годы, когда такие, как Кара Делевинь, Лена Данхэм и Адель, восхищались их успокаивающими, приносящими удачу и целебными свойствами.

В марте этого года Кейт Миддлтон даже была замечена на телефонном звонке Zoom в паре золотых обручей от бренда Missoma, содержащих родохрозит. По заявлению бренда, камень обладает «целебными» свойствами, а в описании продукта говорится: «Эти мини-обручи содержат розовый исцеляющий кристалл на основе сердца, который излучает любовь, сострадание и всестороннее хорошее настроение».

Getty Images

Но когда у вас есть такие знаменитости, как Спенсер Пратт (блондин из The Hills) , потративший более 380000 фунтов стерлингов на кристаллы, и коллекционеры, утверждающие, что они излечились от зависимости благодаря природной энергии камня, трудно понять, что именно они делают, как они работают и является ли их покупка еще одним предлогом для голливудской элиты, чтобы тратить свои деньги.

В поисках ответов мы поговорили с Дэви Браун, основателем велнес-бренда Karma Bliss, и Морганом Хорхе, основателем французской хрустальной компании Stones Club, чтобы узнать правду о кристаллах.

Этот контент импортирован из Instagram. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

Что такое исцеляющие кристаллы?

«Кристаллическое исцеление — это термин, относящийся к определенному типу терапии, который включает размещение драгоценных камней на вашем теле или в близлежащих местах, чтобы помочь вывести негативную энергию.Кристаллы существуют на Земле миллионы лет, — говорит Браун. «Это инструмент, который работает с вашим энергетическим полем, чтобы поглощать, фокусировать и направлять энергии».

По словам Моргана, во время пандемии люди стали более осведомлены о методах использования кристаллов.

Этот контент импортирован из Instagram. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

«Текущая ситуация нарушила баланс многих людей и заставляет нас подвергнуть сомнению многие параметры нашей жизни», — говорит она нам.«Забота о себе не должна ограничиваться заботой о нашем теле или своей внешности, она также должна включать эмоциональное равновесие. Камни и кристаллы — верные союзники для всех, кто работает над улучшением своего благополучия, чтобы жить в гармонии ».

Где хранить исцеляющие кристаллы?

«Люди кладут кристаллы в интересные места, но мне нравится хранить их в сумке, которую я кладу в сумочку или карман, но они также хорошо работают, когда их носят по дому, в зависимости от того, что они делают», — отмечает Браун. .

‘Еще одно прекрасное место для размещения кристаллов — это прикроватная тумбочка, потому что вы можете чувствовать их энергию, пока вы спите или за компьютером на работе. Лучше всего держать их в местах, где вы находитесь рядом с ними, в течение значительного количества дня ».

ELLE Подсказка: Целительница кристаллов Эмма Люси Ноулз предлагает держать в бюстгальтере небольшой кристалл, чтобы нести с собой положительные эмоции весь день. Звучит странно, но поверьте нам, это вещь.

Getty Images

Если вы новичок в исцеляющих кристаллах, какие из них лучше всего покупать?

Существуют сотни кристаллов, каждый из которых обладает уникальными свойствами, которые можно использовать для разных целей.Что касается стартовой сумки, Браун предлагает следующее:

— Аметист

«Это красивый и богатый камень. Это помогает избавиться от зависимостей, деструктивного поведения, усиливает вашу интуицию и повышает вашу духовность », — говорит она.

Этот контент импортирован из Instagram. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

— Цитрин

«Известный как камень успеха, цитрин приносит энергию личной силы.Он отлично подходит для избавления от негативной энергии и идеально подходит для людей с требовательной карьерой.

Этот контент импортирован из Instagram. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

— Авантюрин

‘Это камень удачи. Это полезно для умственных способностей, денег, мира и удачи. Когда люди держат этот камень, они говорят, что им внезапно начинает выпадать случайная удача.Это отличный камень, который поможет вам улучшить вашу карьеру.

Этот контент импортирован из Instagram. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

— Прозрачный кварц

‘Отлично подходит для фокусировки, баланса, позитивности и четкости. Розовый кварц является фаворитом среди женщин, потому что он известен как камень любви, помогая усилить чувство любви к себе, прежде чем открыть их любви, которая ожидает их в этом мире.

Этот контент импортирован из Instagram. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

Хорхе также отмечает преимущества следующих кристаллов:

— Лунный камень

Для эмоционального баланса, уверенности в себе, гормонального баланса, плодородия и безмятежности

— Tiger’s Eye

Он помогает с защитой, внутренним доверием, уверенностью, сила и внутренняя сила.

— Розовый кварц

Обеспечивает душевный покой, эмоциональную защиту, любовь к себе, сострадание и прощение.

Этот контент импортирован из Instagram. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

Имеет ли значение размер исцеляющего кристалла?

«Энергия кристалла зависит от его размера, но вы можете поглощать энергию независимо от размера кристалла», — говорит Браун. «По сути, чем больше кристалл, тем больше у него свойств энергии. Я видел кристаллы такого же роста, как я, а мой рост — 5 футов 8 дюймов.Вы можете быть сбиты с толку количеством энергии, которое они вам дают ».

Привлекается ли человек к исцеляющему кристаллу или кристалл притягивается к нему?

Оба. Если вам в жизни нужно что-то, чего вы не решаете, вы можете обнаружить, что кристалл всплывает для вас.

«Когда я ищу кристаллы, мне нравится на мгновение закрыть глаза, подержать их в руке и посмотреть, какой из них мне подходит. Например, если бы я протянул руки и положил сверху пять кристаллов и сфокусировался, я бы почувствовал разницу в один или два, и они бы выделились для меня.Для меня это будет признаком того, что я должен схватить именно эти кристаллы », — добавляет Браун.

Ян Брюггеман

Могут ли исцеляющие кристаллы конфликтовать друг с другом?

«Нет, все они работают в идеальной гармонии, потому что являются продолжением врожденного баланса природы», — объясняет Браун. Однако я был бы осторожен — если есть что-то конкретное, над чем вы хотите поработать в своей жизни, у кристаллов действительно есть потенциал, чтобы многое произошло одновременно, что может стать ошеломляющим.’

В этом случае вы, возможно, захотите поторопиться с их использованием.

Как кто-то может «шагать» с помощью исцеляющего кристалла?

«В разные моменты жизни мы все ищем разные вещи, поэтому хорошо вытаскивать камни из сумки или на рабочем месте один раз в месяц или два раза в год, в зависимости от того, чего, по вашему мнению, вы хотите больше», — отмечает Коричневый.

«В данный момент я чувствую, что использовал свою интуицию и спонтанную удачу, поэтому хватаю намного больше камней, которые готовят меня к возможностям, которым я даже не думал открываться.’

ELLE Top Tip : Не волнуйтесь, если вы потеряете кристалл, по словам целительницы кристаллов Эммы Люси Ноулз, каждый камень имеет свой собственный дух, поэтому, когда вы его теряете, это означает, что он вам больше не нужен.

Жаклин Кампанаро / EyeEm

Что делать с исцеляющими кристаллами?

Когда у вас есть кристалл, лучше всего наложить на него намерение. Возьмите их в руки и визуализируйте, как сквозь них проходит белый свет.

‘Следующий этап — установить намерение на кристалле. Например, если бы у меня был кусочек цитрина (камень успеха), я бы подумал: «В данный момент я надеюсь улучшить свою карьеру и открыть для меня более прекрасные возможности на рабочем месте». Тогда мое намерение будет имплантировано на камень », — говорит Браун.

«Вы можете установить намерение на любом камне, но я всегда рекомендую людям бросать их на солнце в течение нескольких часов, чтобы подзарядить их солнечной энергией. Или же поместите их в солевую ванну, чтобы очистить от вредных энергий, которые они могли накопить с течением времени.Затем вам нужно будет изменить свое намерение на камнях.

Этот контент импортирован из Instagram. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

‘Самая важная часть исцеления кристаллов — держать камни поблизости. Просто существуя, они повышают вашу энергию. Вы также можете посредничать с ними, держа их в руке.

ELLE Top Tip: Эмма Люси Ноулз советует использовать заостренный кристалл розового кварца вместе с розовым маслом для массажа висков, чтобы облегчить головные боли, стресс и экзему.

Что бы вы сказали скептику, который не верит в исцеление кристаллами?

Браун говорит: «Кристаллы сильно связаны с вашей энергией и интуицией. Если кто-то настроен глубоко скептически, его невозможно «уговорить» — он должен делать то, что ему удобно. Если исцеляющие кристаллы не подходят им, им не следует этого делать. Если вы решите быть замкнутым, вы не сможете ни перед чем раскрыть свою энергию.

‘Однако, если вам интересны кристаллы, просто возьмите один.Ни вреда, ни провала. Кроме того, кристаллы — это кусочек земли, поэтому, даже если вы не хотите открываться их энергии, они все равно прекрасные кусочки камня, на которые можно смотреть ».

Getty Images

Каковы распространенные заблуждения об исцеляющих кристаллах?

Кристаллы — это не волшебное зелье — они не накладывают на вас магическое заклинание. Скорее, они улучшают работу, которую вы уже делаете. Поэтому, когда вы делаете выбор изменить свой образ мышления или напрячь себя эмоционально и ментально, кристаллы помогают в этом.

‘Я не хочу, чтобы люди думали: «Я собираюсь получить кристалл, и к завтрашнему дню моя жизнь станет лучше, а если это не так, то виноваты кристаллы». Вам по-прежнему нужно активно участвовать в собственном путешествии и развитии. Кристаллы — прекрасный комплимент в этом путешествии », — говорит Браун.

Этот контент импортирован из Instagram. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

Сколько времени нужно, чтобы заметить изменения в себе после использования исцеляющего кристалла?

Браун говорит, что все индивидуально.«Чем более вы открыты, тем быстрее вы чувствуете их влияние», — отмечает она. «Они работают так же быстро, как и вы. Я настолько открыт для кристаллов, что даже могу быть захвачен ими, если меня окружит слишком много. Я сильно чувствую их энергию ».

ELLE Подсказка: Трудно заснуть? Попробуйте держать поблизости аметист (под шеей — вариант, если вы хотите перейти на новый уровень), чтобы улучшить сон — добавьте немного масла лаванды в наволочку, и они отлично работают вместе, чтобы хорошо выспаться.

Giphy

На что похожа энергия кристалла?

Очевидно, это зависит от камня — некоторые из них отлично подходят для энергии, а некоторые — для сосредоточения. «В моем офисе у меня есть цитрины и прозрачный кварц, поэтому я чувствую от них энергию сосредоточения», — говорит Браун.

‘В целом кристаллы вызывают чувство спокойствия и осведомленности — это не похоже на безумие или маниакальное чувство. Когда вы держите кристалл, ваша энергия повышается, но вы чувствуете себя в покое и в потоке со Вселенной, со знанием того, что то, что вы хотите, грядет.Когда меня окружают кристаллы, я чувствую себя единым целым со своей жизнью.

Джон Лоусон

Есть ли срок годности исцеляющих кристаллов?

«Кристаллы работают вечно, но я рекомендую людям держать их на солнце в течение нескольких часов каждые несколько недель, чтобы зарядить их собственной естественной энергией, будь то полная луна или солнечный свет. Если вы будете держать их в доме весь день, они могут отключиться от своих естественных источников энергии.Драгоценные камни являются участниками природы, как и мы, люди », — добавляет она.

Является ли исцеление кристаллами разновидностью духовной веры?

Хорошо вписывается в духовное и внимательное сообщество.

Браун говорит: «Кристаллы — это часть земли, поэтому они — отличный способ почувствовать себя более связанным с равновесием природы. Так легко целыми днями не видеть природу, поэтому их использование — отличный способ восстановить связь с окружающей средой ».

Мы слышали, что камни могут стоить сотни тысяч фунтов.Какие цены люди должны ожидать за них?

Getty Images

По мнению экспертов, это зависит от того, где вы их покупаете. Целебные кристаллы делятся на три категории:

• Ограненные камни: Они похожи на драгоценные камни, огранка которых требует много времени и усилий, почти так же, как и ювелирные камни.
• Камни падения: Их легко найти, поэтому их цена ниже.Это полированные версии камней, которые меньше и красивее.
• Необработанные камни: Эти кристаллы не такие блестящие, как каменные камни, но излучают такое же количество энергии. Они дешевле, потому что не огранены и не отполированы, поэтому их дешевле всего покупать.

‘Конечно, некоторые кристаллы встречаются редко, а некоторые встречаются в большом количестве. Чем сложнее добыть, тем больше вам придется заплатить », — предупреждает Браун.

‘При покупке кристаллов важно помнить, что все они делают одно и то же, поэтому это зависит от личных предпочтений и того, сколько вы можете позволить себе потратить.Кристаллы можно найти по очень разным ценам — маленький упавший кусок может стоить несколько фунтов, а большой, ограненный и отполированный — тысячи ».

Понравилась статья? Подпишитесь на нашу рассылку новостей , чтобы получать больше подобных статей прямо на ваш почтовый ящик.

Вам нужно больше вдохновения, вдумчивой журналистики и советов по красоте дома? Подпишитесь на печатный журнал ELLE сегодня! ПОДПИСАТЬСЯ ЗДЕСЬ

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Сообщество Catapult | Кристаллы! Как они работают, их использование и значение

Наше тело состоит из энергии, которая проявляется в различных плотностях и формах. Наши мысли и эмоции связаны с нашим физическим телом и имеют собственную частоту. Когда наши модели энергии ума и тела работают сбалансированным образом, мы получаем хорошее здоровье. Когда эти энергетические паттерны нарушаются, это может привести к ухудшению здоровья и болезням.Кристаллы и драгоценные камни также созданы с похожими энергетическими узорами, которые резонируют с окружающим их миром. Эти энергетические поля влияют на наши энергетические тела и, таким образом, могут повлиять на наше здоровье и психическое благополучие.

Как изготавливаются кристаллы?

Кристаллы и драгоценные камни считаются наиболее стабильной формой материи во Вселенной из-за того, как они образуются на нашей планете. Кристаллы растут в земной коре за миллионы лет под высоким давлением и высокой температурой, что делает их объектами с высокими формами сжатой энергии.Путешествие кристалла начинается глубоко под поверхностью планеты, где циркулируют лава и горячие жидкости. Кристаллизация происходит, когда слои планеты плавятся и разрушаются, что позволяет нагретым газам и жидкостям под действием высокого давления подниматься к поверхности. Также присутствуют такие элементы, как вода, кислород, натрий, калий и магний, и в процессе они сливаются и растворяются с другими элементами, выталкиваясь на поверхность. По мере того, как эта смесь поднимается и проходит через земную кору и менее активные лазеры, кристаллы и драгоценные камни начинают расти в скалах, полостях и трещинах.Кристаллы образуются в зависимости от конкретных условий окружающей среды и смеси конкретных образующихся элементов. Форма роста, цвет, твердость и вид кристаллов зависят от температуры, воды, света, давления, времени и пространства. Кристаллы работают с энергетическим полем человека и способны рассеивать, поглощать, перемещать или сдвигать энергию внутри тела.


Работа с кристаллической энергией

Кристаллы вибрируют на разных уровнях в зависимости от их состава и цвета относительно клеток человеческого тела.Все они вибрируют на этой частоте, как и энергетические центры нашего тела, известные в традиции йоги как 7 чакр. Кристаллы используются естественным образом для увеличения врожденных энергий тела, растворения и выравнивания эмоционального, умственного и физического стресса. Они могут облегчить подавленную или неизлечимую боль и помочь изменить каждый аспект человеческого существа, поэтому, когда мы вступаем в контакт с кристаллом, его вибрация взаимодействует с определенной энергией наших клеток в человеческом теле. Кристаллы обладают очень высокими точными показателями вибрации, которые недостаточно используются в современных технологиях.Сюда входят жидкие кристаллы в калькуляторах и часах, а также в лазерах для микроскопической хирургии.

Работа с кристальной энергией помогает телу найти естественный ритм и восстановить энергетический дисбаланс. Кристаллическое исцеление — это, по сути, укладка камней с разными частотами вибрации на ваше тело, чтобы повлиять на исцеление или изменение. Еда также может включать в себя размещение различных уровней энергии или определенных узоров кристаллов вокруг тела. Таким образом, использование комбинации камней может улучшить эти индивидуальные свойства и направить энергию.Считается, что кристаллы способны снимать и снимать стресс, стимулировать мозговую деятельность, усиливать вашу исцеляющую силу и потенциал, восстанавливать энергию и стимулировать поток энергии через ваши меридианы и энергетические центры, воссоединять вас с самим собой, заземлять и соединять вас с нашей Землей. На протяжении сотен тысяч лет кристаллы, драгоценные камни и минералы использовались для исцеления или улучшения физического, умственного, эмоционального и духовного равновесия. Древние, должно быть, каким-то образом знали, что в одном случае энергии кристаллов будут взаимодействовать с электромагнитным полем человеческого тела и вызывать тонкие энергетические изменения.

Историческое использование кристаллов

На протяжении всей истории королевские особы носили кристаллы и драгоценные камни в своих коронах, тронах, кольцах и ожерельях. Интересно, что наличие определенного драгоценного камня или кристалла в вашей короне может активировать вашу коронную чакру. Ожерелье на груди может активировать сердечную чакру. То же самое касается колец, которые будут стимулировать поток энергии через меридианы в ваших руках, или сережек, чтобы стимулировать рефлекторные точки в ваших ушах. Таким образом, многие считают, что все украшения были созданы для того, чтобы соединять различные целебные камни с разными энергетическими точками человеческого тела.

Древние египтяне использовали кристаллы для защиты и здоровья, и они даже хоронили людей с кусочком кварца на лбу, чтобы помочь им, направить их в загробную жизнь. Они носили рубиновые камни на пупках, чтобы усилить свою сексуальность, и считали, что ношение ожерелья на сердце также предназначено для того, чтобы привнести любовь в свою жизнь. Фараоны несли цинковый цилиндр и цилиндр с крышкой, заполненные кварцем, чтобы уравновесить их мысли и энергию.

Кристалл кварца, использовавшийся в древней Японии, считался символом сердца.Древние греки перед битвой натирались дробленым гематитом, думая, что это сделает их непобедимыми. У римлян кристаллы использовались для лечения и для привлечения желаемых вещей, защиты в битве и улучшения здоровья. В Индии священные религиозные тексты возрастом 5000 лет обсуждали использование кристаллов при различных заболеваниях, психических заболеваниях и состояниях, а также особые свойства каждого кристалла.

Лечебная сила кристаллов

Аюрведа, родственная йога наука исцеления, также признала целительную силу кристаллов и драгоценных камней на протяжении сотен лет.Эти целители понимали силу использования кристаллов для баланса и исцеления на эмоциональном, умственном и физическом уровнях. Кристаллы также использовались для диагностики и лечения болезней. В Тибете кварц, хрустальные сферы считались объектами с великой святой духовной силой, полагая, что свойства могут даже помочь в просветлении. Как в йоге, так и в буддийской традиции четки мала изготавливались из драгоценных камней, чтобы усилить и укрепить практики медитации на мантры монахов и йогов.


Значение и значение популярных драгоценных камней

Аметист обеспечивает стабильность, силу и душевный покой. Это отличный камень для медитации, усиливающий интуицию и экстрасенсорные способности благодаря своей успокаивающей и умиротворяющей энергии. Аметист обеспечивает ясность и улучшает сознательное восприятие и понимание. Он может помочь успокоить разум, уменьшить бессонницу и способствовать спокойному сну, снижает стресс, облегчает головные боли, помогает с выработкой гормонов, укрепляет иммунную систему, очищает органы в духовной системе и уменьшает синяки и отеки.Он также поддерживает функцию шишковидной железы и гипофиза и связан с третьим глазом и коронными чакрами.

Аквамарин — камень ясности и очищения. Это помогает завершить неразрешенные ситуации, и это особенно полезно для чувствительных людей, поощряя смелость и усиливая страхи и фобии. Хорошо помогает при боли в горле и укрепляет почки. Печень, селезенка в области гипофиза и щитовидной железы. Аквамарин хорош для всех 7 чакр, но особенно для горловой чакры.

Цитрин — очень заряжающий энергией камень, дающий счастье, отвагу, надежду и тепло. Он сказал, что удерживает энергию солнца, повышая нашу самооценку и творческие способности. Цитрин — мощный очищающий и восстанавливающий силы камень. Он пробуждает разум, тело и душу, а также привлекает в нашу жизнь изобилие и процветание. Что касается исцеления, то оно помогает органам пищеварения, а горячее уменьшает инфекцию, способствует регенерации тканей, кровообращению и детоксикации физического, эмоционального и ментального тела.Это особенно хорошо для вашей чакры солнечного сплетения.

Прозрачный кварц воздействует на все области ума и тела, пробуждая, усиливая и передавая энергию, а также проясняя мыслительные процессы. Это отличная стратегия для медитации, более интенсивного направления энергии. Он связан с высшими самоуправлениями, негативом и дилеммой. Доступ к вашим духовным наставникам. Прозрачный кварц обеспечивал ясность мышления и осознание, и это хорошо для старых шашек. Это мощный лечебный камень при любых состояниях.Полет правильно, способствует сосредоточению внимания, интуиции и пониманию, и это полезно для вашей чакры третьего глаза. Он помогает улучшить стабильность и свободу мышления и является мощным защитным камнем. Розовый кварц глубоко исцеляет, повышает самолюбие, уверенность в себе, самооценку и уверенность в себе. Его можно использовать для привлечения любви в вашу жизнь и поддержания счастливых, любящих отношений. Это полезно для вашей сердечной чакры, помогает укрепить сердечно-сосудистую систему и плодородие, а также способствует исцелению, духовным проблемам с каштановым гребнем.

Флюорит отводит негативную энергию и стресс, очищая и очищая тело, которое он посылает, чтобы укрепить зубы и кости, защищает от распространенных заболеваний, таких как простуда и грипп, и помогает при эмоциональных травмах, а рискованные занятия способствуют позитивному и спокойному ходу отношение к жизни уравновешивает мужскую и женскую энергии, приносит радость, счастье и душевное спокойствие. Он очищает наши физические, умственные и эмоциональные тела и способствует здоровью и благополучию, помогает состраданию и сочувствию.

Авантюрин стимулирует мои творческие способности, мотивацию и независимость. Он защищает нас от загрязнения окружающей среды и полезен для сердечной чакры. Я жевал, способствовал заживлению мышц и костей, уменьшал головные боли и мигрень, помогал повышать кровяное давление и холестерин, избавлялся от страха, беспокойства и стресса, помогал при расстройствах сна и помогал защищаться от жарких состояний и воспалений.

Jasper представляет землю и является заземляющим камнем, который способствует стабильности и равновесию в жизни.Он согревает и оживляет кита, а также усиливает мужественную и динамичную энергию, которая поддерживает и поддерживает во время стресса. Красная яшма привносит в вашу жизнь спокойствие и целостность. Мягко стимулируя вашу энергию, помогая вам справиться с проблемами, избавляя вас от забот и успокаивая их движениями. Что касается лечебного аспекта, он полон для стимуляции кровообращения, пищеварительной и репродуктивной систем. Красная яшма особенно полезна для корневой чакры.

Лабрадорит — в высшей степени мистический и защитный камень.Он работает во всех сферах ума, увеличивая энергию тела и проясняя мыслительные процессы. Это отличное начало для медитации, направление энергии с большей интенсивностью, позволяющее вам соединиться со своим высшим я и искать духовную цель. Это помогает очистить его и защитить вашу ауру. Лабрадорит стимулирует интуицию, поднимает сознание и связывает с универсальной энергией. Это камень преобразования, отражения и демонстрации истинных намерений. Считается, что он способен уравновесить гормоны, низкое кровяное давление и помочь при заболеваниях глаз и мозга.Для вашего сердца хорошо, что я и коронные чакры отрядов способствуют безусловной любви, прощению, бесконечному миру и состраданию. Он создает гармонию в отношениях и учит нас истинной сущности любви, а также может очистить и открыть сердце, позволяя нам выражать свои эмоции. Это снижает намерение стресса, позволяя нам проявлять уважение, чувствительность и сострадание к себе и другим.

Это всего лишь несколько камней из сотен исцеляющих кристаллов, минералов и драгоценных камней, поэтому не стесняйтесь проводить собственное исследование, читая книги, спрашивая друзей или выходя в Интернет.

Смитсоновское образование — Минералы, кристаллы и драгоценные камни


Минералы: строительные блоки

Рожденные из жидкости, тепла и давления, минералы ослепляют нас своими захватывающими цветами и формами и удивляют своей полезностью. Они выкованы под землей, где силы, действовавшие на протяжении миллиардов лет, продолжают производить больше полезных ископаемых. Минерал — это встречающееся в природе неорганическое (неживое) твердое вещество с определенным химическим составом.

Когда они ищут минералы в своей среде, ученики могут найти единственный образец минерала, такой как мрамор, который представляет собой чистый кальцит.Однако они, вероятно, найдут камни, которые представляют собой смесь двух или более минералов. Например, гранит с его крошечными разноцветными зернами состоит из кварца, полевого шпата и слюды.

Кристаллы: форма

Большинство минералов встречаются в природе в виде кристаллов. Каждый кристалл имеет упорядоченную внутреннюю структуру атомов с особым способом закрепления новых атомов в этой структуре, чтобы повторять ее снова и снова. Форма полученного кристалла, такая как куб (как соль) или шестигранная форма (как снежинка), отражает внутреннее расположение атомов.По мере роста кристаллов различия в температуре и химическом составе вызывают удивительные вариации. Но студенты редко найдут у себя на заднем дворе минеральные кристаллы идеальной формы, которые они видят в музее. Это связано с тем, что для демонстрации своей геометрической формы и плоской поверхности кристаллам необходимы идеальные условия для выращивания и пространство для роста. Когда много разных кристаллов растут рядом друг с другом, они сливаются вместе, образуя конгломерированную массу. Так обстоит дело с большинством горных пород, таких как упомянутый выше гранит, который состоит из множества крошечных минеральных кристаллов.Образцы музейного качества, показанные на изображениях, выросли в просторных помещениях, которые позволяли геометрическим формам формироваться непринужденно.

Внутреннее расположение атомов определяет все химические и физические свойства минералов, включая цвет. Свет взаимодействует с разными атомами, создавая разные цвета. Многие минералы в чистом виде бесцветны; однако примеси атомной структуры вызывают окраску. Кварц, например, обычно бесцветен, но бывает разных цветов от розового до коричневого до темно-фиолетового цвета аметиста, в зависимости от количества и типа примесей в его структуре.В бесцветном состоянии кварц напоминает лед. На самом деле, корень «кристалл» происходит от греческого слова krystallos — лед, потому что древние греки считали, что прозрачный кварц — это лед, замороженный настолько сильно, что не может таять.

Ученые обычно описывают кристаллы как «растущие», даже если они не живые. В подземных садах они разветвляются и ощетиниваются, когда триллионы атомов соединяются в регулярные трехмерные узоры. Каждый кристалл начинается с малого и растет по мере добавления новых атомов.Многие растут из воды, богатой растворенными минералами, но они также растут из расплавленной породы и даже из пара. Под воздействием различных температур и давлений атомы объединяются в удивительное множество кристаллических форм. Именно это разнообразие и совершенство формы и симметрии давно привлекало ученых к изучению минералов. Симметрия — это регулярный повторяющийся узор составных частей. Симметрия присутствует в природе повсюду: парные крылья бабочки, завитки и лепестки подсолнуха, узор снежинки, лапы паука — и минералы не исключение.В кристаллах эти повторяющиеся узоры встречаются в основной атомной структуре и отражают узор граней кристалла. Вы часто можете увидеть характерную симметрию минерального кристалла невооруженным глазом, но если кристалл крошечный, вам может потребоваться рассмотреть его в увеличительное стекло или микроскоп (как будет продемонстрировано в плане урока 2).

No related posts.