Кристал та його властивості

Щоб зрозуміти, що таке кристал, мало милуватися красивими кристалами кварцу та топазу в Мінералогічному музеї, мало захоплюватися взимку зірочками снігу на темному тлі нашого рукава, мало спостерігати в цукровому піску блискучі, як алмаз, маленькі кристали цукру, треба самому вирощувати кристали, вивчати їхнє життя.

З давніх-давен кристали привертали захоплену увагу людей. Яскраві кольори та прозорість кристалів, їх блискучі грані, вишукана та строга форма надихали творців безлічі легенд. Навіть сьогодні кристалам приписується сила дарувати своєму власнику особливі здібності та почуття гармонії.

Як виростити кристал самому? Самі готуємо розчин

Давайте займемося цим! Купимо в аптеці двісті грамів галуну (простих, білих) і мідного купоросу, купимо дві плоскі скляні склянки — кристалізатора — і займатимемося кристалізацією. Розчинимо спочатку у склянці простою гарячою водою сіль галуну, але так, щоб вода не могла всього розчинити, а щоб на дні ще залишалася сіль. Потім охолодимо воду і зауважимо, що кількість осаду трохи збільшилася. Години через дві обережно зіллємо наш розчин у кристалізатор, поставимо його на вікно і покриємо акуратно папірцем. Те саме проробимо і з мідним купоросом і отримаємо другий розчин - яскраво-синій - в іншому кристалізаторі.

Наступного ранку ми побачимо, що на дні обох склянок випав осад маленьких кристаликів; одні дуже маленькі, інші більші. Обережно зіллємо наші розчини в склянки, а самі виберемо щипчиками найбільші і акуратні кристали, п'ять-шість штук, витріть їх м'яким промокальним папером.Тепер очистимо від дрібного блискучого осаду обидва кристалізатори, добре вимиємо їх і знову увіллємо в них наші розчини, а потім обережно щипчиками покладемо на дно відібрані кристалики так, щоб вони не торкалися один одного.

Ми могли б зробити ще інакше: напередодні опустити в розчин ниточку, яка б покрилася кристаликами; ми могли б залишити з них лише один або два, а потім нитку знову опустити в наш кристалізатор так, як це зображено на малюнку.

Кристалізатор з кристалами, що ростуть. Один із них підвішений на ниточці.

Кристалізатор з кристалами, що ростуть. Один із них підвішений на ниточці.

Через день вранці, піднявши папірець, ми побачимо, що кристалики трохи виросли; ми обережно повернемо їх на інший бік і знову залишимо на день. Так щодня вони зростатимуть і збільшуватимуться. Правда, іноді ми помітимо, що навколо них знову осіли маленькі блискучі кристалики. Тоді треба почистити склянку, вийняти наших вихованців, все добре промити, витерти і знову, наливши той самий розчин, обережно покласти кристалики. Так зростатимуть на наших очах кристали, і ми можемо щодня стежити за їх ростом і на тисячу ладів змінювати ці досліди та вивчати цілий світ явищ кристалізації.

Перш за все ми зауважимо, що всі кристали в тому самому кристалізаторі абсолютно однакові, але разом з тим кристали галун зовсім не схожі на кристали мідного купоросу.

Природні кристали різних мінералів: корунду, берилу, везувіану, гранату, топазу, лейциту.

Природні кристали різних мінералів: корунду, берилу, везувіану, гранату, топазу, лейциту.

Ми можемо зробити кілька дослідів: покладемо кристали чистих білих галунів у наш кристалізатор із купоросом.Ніякого толку з цього не вийде: кристалики або розчиняться, або покриються безладно дрібними синіми блискітками. Але зробимо досвід інакше: купимо в тій же аптеці хромових (червоно-фіолетових) галунів і за всіма правилами нашого мистецтва кристалізуватимемо їх в окремому кристалізаторі. Потім опустимо в нього наші білі кристали галунів, а червоні галун помістимо в білий розчин; вийде цікава картина: червоно-фіолетові кристали продовжуватимуть рости та обростати білим, а білі – навпаки. Можна навіть отримати смугасті (зонарно забарвлені) кристалики, переміщуючи їх по черзі.

Можна зробити ще так: додати до розчину білих галун бури і почати кристалізацію; кристали наших галун будуть зростати, але вони будуть не зовсім схожі на перші.

Ми помітимо в них, крім восьми блискучих граней-площин, ще шість неправильних. Можна додавати інші домішки, і наші кристали щоразу змінюватимуться у своєму зовнішньому вигляді.

Обламаємо тепер куточок кристала і покладемо його в розчин, — куточок незабаром заросте і сам кристал себе вилікує.

Обламаємо у нього всі кути, обточимо ребра, обгортаємо наш кристалик у кулю і знову опустимо в розчин, повільно, але поступово він заросте, і в цьому випадку з нього знову-таки виросте великий кристал.

Досвідчений кристалограф на тисячу різних ладів може змінювати свої досліди, і щоразу він переконуватиметься, що ціла низка законів, дуже суворих і дуже постійних, керує світом кристалів.

На особливих точних приладах, званих гоніометрами, він робить вимір таких кристалів і дуже скоро переконується, що у них, наприклад, величина кутів дуже постійна і що у кристала галун кут його пірамідки, де б і коли б ми його не вимірювали, дорівнює дуже точно певному числу градусів: 54 градуси 44 хвилини та 8 секунд.

Кристалограф готує з кристалів тонкі пластинки (шліфи) товщиною соті частки міліметра і пропускає через них промінь світла. У більшості кристалів цей промінь перетворюється на два промені з цілком особливими властивостями. Кристалограф бачить чудове розмаїття властивостей і ознак: той самий кристал у різних своїх частинах має різну твердість; в одних напрямках він пропускає електрику, в інших – ні.

Цілий новий світ відкривається перед дослідником кристаліві поступово з'ясовується, що побудована за суворими законами речовина наповнює весь світ.

Вчений милується не лише великими рожевими кристалами польових шпатів у гранітах наших набережних – він бачить їх у мікроскопі, коли вивчає тонкі платівки наших вапняків чи пісковиків. Він їх помічає ще в тонших приладах — рентгенівських апаратах. У найпростішій глині ​​або в сажі димових труб і майже у всіх речовинах закони утворення кристалів керують речовиною.

Ми маємо вивчати зростання кристалів. Кристалізуйте різні солі, замислюйте різні досліди, заліковуйте уламки, вирощуйте кульки, щодня дбайте про ваших вихованців і проникайте у великі закони світу — закони кристала.

Олександр Євгенович Ферсман, Цікава мінералогія.

Вирости кристал

Сьогодні у продажу є дуже багато різних готових наборів з вирощування кристалів.Там вже є всі необхідні інгредієнти, щоб виростити кристал того чи іншого кольору.

Рекомендуємо каталоги товарів (Вирости кристал):

Серія "Алхімік. Вирощування кристалів". Виробник LORI. У майшоп.

У ріді є гарний набір – кристали: вирости садок.

Вирости кристал є і у Eastcolight: червоний, синій, зелений, білий, жовтий, фіолетовий. Майшоп.

Світ кристалів напрочуд широкий і різноманітний. Пізнати та вивчити його повністю людина не зможе і за все своє життя. Однак за допомогою даного набору всього за кілька днів юний кристалограф зможе злегка заглибитися в цей світ пишноти і побачити дива і красу утворення і зростання кристала, на що сама природа йде не одне тисячоліття.

Виростіть гарні та барвисті кристали з цим комплектом. Повністю ілюстровані інструкції дозволять Вам створити прекрасний кристал і дізнатися про цікаві факти про кристали. Просто додавши воду, Ви зможете спостерігати, як кристал стає дедалі більше.

Гра – найкращий спосіб засвоїти нові знання! З кристалами ми вивчаємо хімію, фізику та багато іншого!

Вирощуємо свій кристал

До набору входить: хімічний реактив, ємність для вирощування кристалів (2 штуки), пластикова ложка, керамічна плитка, фетр, дріт, докладна інструкція.
Вік: 10+.

Червоний. Набір є унікальним наочним посібником для вивчення хімічного процесу кристалізації.

Набір для вирощування кристалів (зелений)

КРИСТАЛИ

КРИСТАЛИ – речовини, у яких найдрібніші частинки (атоми, іони чи молекули) «упаковані» у порядку.У результаті зростання кристалів з їхньої поверхні мимоволі виникають плоскі грані, а самі кристали приймають різноманітну геометричну форму. Кожен, хто побував у музеї мінералогії або на виставці мінералів, не міг не захопитися витонченістю та красою форм, які набувають «неживих» речовин.

А хто не милувався сніжинками, різноманітність яких справді нескінченна! Ще у 17 ст. знаменитий астроном Йоган Кеплер написав трактат Про шестикутні сніжинки, а через три століття було видано альбоми, в яких представлені колекції збільшених фотографій тисяч сніжинок, причому жодна з них не повторює іншу.

Цікавим є походження слова «кристал» (воно звучить майже однаково у всіх європейських мовах). Багато століть тому серед вічних снігів в Альпах, на території сучасної Швейцарії, знайшли дуже красиві, безбарвні кристали, що дуже нагадують чистий лід. Стародавні натуралісти так їх і назвали - "кристаллос", грецькою - лід; це слово походить від грецького "кріос" - холод, мороз. Вважали, що крига, перебуваючи тривалий час у горах, на сильному морозі, скам'янює і втрачає здатність танути. Один із найавторитетніших античних філософів Аристотель писав, що «кристаллос народжується з води, коли вона повністю втрачає теплоту». Римський поет Клавдіан в 390 те саме описав віршами:

Затятої альпійської зими лід перетворюється на камінь.

Сонце не може потім камінь такий розтопити.

Аналогічний висновок зробили в давнину в Китаї та Японії – лід та гірський кришталь позначали там одним і тим самим словом. І навіть у 19 ст. поети нерідко поєднували воєдино ці образи:

Ледве прозорий лід, над озером тьмяніючи,

Кристалом покривав нерухомі струмені.

А.С.Пушкін. До Овідія

Особливе місце серед кристалів займають дорогоцінні камені, які з найдавніших часів привертають увагу людини. Люди навчилися отримувати штучно дуже багато дорогоцінного каміння. Наприклад, підшипники для годинників та інших точних приладів вже давно роблять із штучних рубінів. Отримують штучно та прекрасні кристали, які в природі взагалі не існують. Наприклад, фіаніти - їхня назва походить від скорочення ФІАН - Фізичний інститут Академії наук, де вони вперше були отримані. Фіаніти – кристали кубічного оксиду цирконію ZrO₂, які зовні дуже схожі на діаманти

Будова кристалів.

Залежно від будови кристали діляться на іонні, ковалентні, молекулярні та металеві. Іонні кристали побудовані з катіонів і аніонів, що чергуються, які утримуються в певному порядку силами електростатичного тяжіння і відштовхування. Електростатичні сили неспрямовані: кожен іон може утримати довкола себе стільки іонів протилежного знака, скільки міститься. Але при цьому сили тяжіння та відштовхування мають бути врівноважені та повинна зберігатися загальна електронейтральність кристала. Все це з урахуванням розмірів іонів призводить до різних кристалічних структур. Так, при взаємодії іонів Na + (їхній радіус 0,1 нм) і Cl – (радіус 0,18 нм) з'являється октаедрическая координація: кожен іон утримує в собі шість іонів протилежного знака, розташованих по вершинах октаедра. При цьому всі катіони та аніони утворюють найпростішу кубічну кристалічну решітку, в якій вершини куба поперемінно зайняті іонами Na + та Cl – . Аналогічно влаштовані кристали KCl, BaO, CaO, інших речовин.

Іони Cs + (радіус 0,165 нм) за розмірами близькі іонам Cl – і виникає кубічна координація: кожен іон оточений вісьмома іонами протилежного знака, розташованими у вершинах куба. При цьому утворюється об'ємноцентрована кристалічна решітка: у центрі кожного куба, утвореного вісьмома катіонами, розташований один аніон, і навпаки. (Цікаво, що при 445° CsCl переходить у прості кубічні грати типу NaCl.) Більш складно влаштовані кристалічні грати CaF₂ (флюориту), багатьох інших іонних сполук. У деяких іонних кристалах складні багатоатомні аніони можуть з'єднуватися в ланцюги, шари або утворювати тривимірний каркас, у порожнинах якого розташовуються катіони. Так, наприклад, влаштовані силікати. Іонні кристали утворюють більшість солей неорганічних та органічних кислот, оксиди, гідроксиди, солі. В іонних кристалах зв'язки між іонами міцні, тому такі кристали мають високі температури плавлення (801° для NaCl, 2627° для СаО).

У ковалентних кристалах (їх ще називають атомними) у вузлах кристалічних ґрат знаходяться атоми, однакові або різні, які пов'язані ковалентними зв'язками. Ці зв'язки міцні та спрямовані під певними кутами. Типовим прикладом є алмаз; у його кристалі кожен атом вуглецю пов'язані з чотирма іншими атомами, що у вершинах тетраедра. Ковалентні кристали утворюють бор, кремній, германій, миш'як, ZnS, SiO₂, ReO₃, TiO₂, CuNCS. Оскільки між полярним ковалентним та іонним зв'язком немає різкої межі, те ж справедливо і для іонних і ковалентних кристалів. Так, заряд на атомі алюмінію в Al₂O₃ дорівнює не +3, а лише +0,4, що свідчить про великий внесок ковалентної структури.У той же час, в алюмінаті кобальту CoAl₂O₄ заряд на атомах алюмінію збільшується до +2,8, що означає переважання іонних сил. Ковалентні кристали, як правило, тверді та тугоплавкі.

Молекулярні кристали побудовані із ізольованих молекул, між якими діють порівняно слабкі сили тяжіння. В результаті такі кристали мають набагато менші температури плавлення та кипіння, твердість їх низька. Так, кристали благородних газів (вони побудовані із ізольованих атомів) плавляться вже за дуже низьких температур. З неорганічних сполук молекулярні кристали утворюють багато неметалів (благородні гази, водень, азот, білий фосфор, кисень, сірка, галогени), сполуки, молекули яких утворені лише ковалентними зв'язками (H₂O, HCl, NH₃, CO₂ та ін). Цей тип кристалів характерний також майже всім органічних сполук. Міцність молекулярних кристалів залежить від розмірів та складності молекул. Так, кристали гелію (радіус атома 0,12 нм) плавляться при -271,4 ° С (під тиском 30 атм), а ксенону (радіус 0,22 нм) - при -111,8 ° С; кристали фтору плавляться при -2196 С, а йоду - при +1136 С; метану СН₄ - при -182,5 ° С, а триаконтану С₃₀Н₆₂ - При +65,8 ° С.

Металеві кристали утворюють чисті метали та його сплави. Такі кристали можна побачити на зламі металів, а також на поверхні оцинкованої жерсті. Кристалічні грати металів утворені катіонами, які пов'язані рухомими електронами («електронним газом»). Така будова обумовлює електропровідність, ковкість, високу відбивну здатність (блиск) кристалів. Структура металевих кристалів утворюється внаслідок різної упаковки атомів-куль.Лужні метали, хром, молібден, вольфрам та ін. утворюють об'ємноцентровані кубічні грати; мідь, срібло, золото, алюміній, нікель та ін – гранецентровані кубічні грати (у ній крім 8 атомів у вершинах куба є ще 6, розташовані в центрі граней); берилій, магній, кальцій, цинк та ін. – так звану гексагональну щільну решітку (у ній 12 атомів розташовані у вершинах прямокутної шестигранної призми, 2 атоми – у центрі двох основ призми та ще 3 атоми – у вершинах трикутника в центрі призми).

Всі кристалічні сполуки можна розділити на моно- та полікристалічні. Монокристал є монолітом з єдиною непорушеною кристалічною решіткою. Природні монокристали великих розмірів трапляються дуже рідко. Більшість кристалічних тіл є полікристалічними, тобто складаються з безлічі дрібних кристаликів, іноді видно лише при сильному збільшенні.

Зростання кристалів.

Багато видатних вчених, які зробили великий внесок у розвиток хімії, мінералогії, інших наук, починали свої перші досліди саме з вирощування кристалів. Крім чисто зовнішніх ефектів, ці досліди змушують замислюватися на тому, як влаштовані кристали і як вони утворюються, чому різні речовини дають кристали різної форми, а деякі зовсім не утворюють кристалів, що треба зробити, щоб кристали вийшли великими та красивими.

Ось проста модель, що пояснює суть кристалізації. Припустимо, що у великій залі укладають паркет. Найлегше працювати з плитками квадратної форми - як не поверни таку плитку, вона все одно підійде до свого місця, і робота піде швидко.Саме тому легко кристалізуються сполуки, які з атомів (метали, благородні гази) чи невеликих симетричних молекул. Такі сполуки, зазвичай, не утворюють некристалічних (аморфних) речовин.

Важче викласти паркет із прямокутних дощечок, особливо якщо у них з боків є пази та виступи – тоді кожну дошку можна укласти на своє місце одним єдиним способом. Особливо важко викласти паркетний візерунок із дощечок складної форми.

Якщо паркетник дуже поспішає, то плитки будуть надходити до місця укладання надто швидко. , в якій «склянка» заповнюється деталями занадто швидко). укладати паркет одразу десяток майстрів – кожен зі свого місця. Навіть якщо вони працюватимуть не поспішаючи, вкрай сумнівно, щоб сусідні ділянки виявилися добре зістикованими, і загалом вигляд у приміщення вийде дуже непривабливим: у різних місцях плитки розташовані в різному напрямку. між окремими ділянками рівного паркету зяють дірки.

Приблизно ті ж процеси відбуваються і при зростанні кристалів, тільки складність тут ще й у тому, що частинки повинні укладатися не в площині, а в обсязі. вони укладаються самі, тому що безперервно здійснюють теплові рухи і «шукають» найкраще для себе місце, де їм буде найбільше "Зручно".В даному випадку «зручність» має на увазі також і найбільш енергетично вигідне розташування. Потрапивши на таке місце на поверхні кристала, що росте, частка речовини може там залишитися і через деякий час опинитися вже всередині кристала, під новими нарослими шарами речовини. Але можливе й інше - частка знову піде з поверхні в розчин і знову почне «шукати», де їй зручніше влаштуватися.

Кожна кристалічна речовина має певну властиву зовнішню форму кристала. Наприклад, для хлориду натрію ця форма – куб, для алюмокалієвих галунів – октаедр. І навіть якщо спочатку такий кристал мав неправильну форму, він все одно рано чи пізно перетвориться на куб чи октаедр. Більше того, якщо кристал із правильною формою спеціально зіпсувати, наприклад, відбити у нього вершини, пошкодити ребра та грані, то при подальшому зростанні такий кристал почне самостійно «заліковувати» свої ушкодження. Відбувається це тому, що «правильні» грані кристала ростуть швидше, «неправильні» – повільніше. Щоб переконатися в цьому, було проведено такий досвід: із кристала кухонної солі виточили кулю, а потім помістили її в насичений розчин NaCl; через деякий час куля сама поступово перетворилася на куб! Мал. 6 Форми кристалів деяких мінералів

Якщо процес кристалізації йде не дуже швидко, а частинки мають зручну для укладання форму і високу рухливість, вони легко знаходять своє місце. Якщо ж різко знизити рухливість частинок з низькою симетрією, то вони «застигають» абияк, утворюючи прозору масу, схожу на скло. Такий стан речовини так і називають склоподібним. Прикладом може бути звичайне шибку.Якщо скло довго тримати сильно нагрітим, коли частки в ньому досить рухливі, у ньому почнуть рости кристали силікатів. Таке скло втрачає прозорість. Склоподібні можуть бути не тільки силікати. Так, при повільному охолодженні етилового спирту він кристалізується при температурі -1133 С, утворюючи білу снігоподібну масу. Але якщо охолодження вести дуже швидко (опустити тонку ампулу зі спиртом у рідкий азот з температурою -196 ° С), спирт застигне так швидко, що його молекули не встигнуть побудувати правильний кристал. В результаті вийде прозоре скло. Те ж саме відбувається і з силікатним склом (наприклад, віконним). При дуже швидкому охолодженні (мільйони градусів за секунду) навіть метали можна отримати у некристалічному склоподібному стані.

Важко кристалізуються речовини із «незручною» формою молекул. До таких речовин відносяться, наприклад, білки та інші біополімери. Але і звичайний гліцерин, який має температуру плавлення +18 ° С, при охолодженні легко переохолоджується, поступово застигаючи в склоподібну масу. Справа в тому, що вже при кімнатній температурі гліцерин дуже в'язкий, а при охолодженні стає дуже густим. При цьому несиметричним молекулам гліцерину дуже важко вишикуватися в строгому порядку та утворити кристалічну решітку.

Методи вирощування кристалів.

Кристалізацію можна вести у різний спосіб. Один із них – охолодження насиченого гарячого розчину. При кожній температурі в даній кількості розчинника (наприклад у воді) може розчинитися не більше певної кількості речовини. Наприклад, в 100 г води при 90 ° С може розчинитися 200 г алюмокалієвих галунів. Такий розчин називається насиченим. Тепер охолоджуватимемо розчин.Зі зниженням температури розчинність більшості речовин зменшується. Так, при 80 ° С 100 г води можна розчинити вже не більше 130 г галунів. Куди ж подінуться решта 70 г? Якщо охолодження вести швидко, надлишок речовини просто випаде в осад. Якщо цей осад висушити і розглянути в сильну лупу, можна побачити безліч дрібних кристаликів.

При охолодженні розчину частинки речовини (молекули, іони), які не можуть перебувати у розчиненому стані, злипаються друг з одним, утворюючи крихітні кристали-зародки. Утворенню зародків сприяють домішки в розчині, наприклад, пил, дрібні нерівності на стінках судини (хіміки іноді спеціально труть скляною паличкою по внутрішніх стінках склянки, щоб допомогти кристалізації речовини). Якщо розчин охолоджувати повільно, зародків утворюється небагато, і, обростаючи поступово з усіх боків, вони перетворюються на красиві кристали правильної форми. При швидкому охолодженні утворюється багато зародків, причому частинки з розчину «сипатимуться» на поверхню кристаликів, що ростуть, як горох з порваного мішка; звичайно, правильних кристалів при цьому не вийде, тому що частинки, що знаходяться в розчині, можуть просто не встигнути «влаштуватися» на поверхні кристала на належне їм місце. Крім того, безліч кристаликів, що швидко ростуть, так само заважають один одному, як кілька паркетників, що працюють в одній кімнаті. Сторонні тверді домішки в розчині також можуть грати роль центрів кристалізації, тому чим чистіший розчин, тим більше шансів, що центрів кристалізації буде небагато.

Охолодивши насичений при 90 ° С розчин галун до кімнатної температури, ми отримаємо в осаді вже 190 г, тому що при 20 ° С в 100 г води розчиняється тільки 10 г галунів. Чи вийде один великий кристал правильної форми масою 190 г? На жаль, немає: навіть у дуже чистому розчині навряд чи почне рости один-єдиний кристал: маса кристаликів може утворитися на поверхні розчину, що остигає, де температура трохи нижче, ніж в об'ємі, а також на стінках і дні судини.

Метод вирощування кристалів шляхом поступового охолодження насиченого розчину не застосовується до речовин, розчинність яких мало залежить від температури. До таких речовин відносяться, наприклад, хлориди натрію та алюмінію, ацетат кальцію.

Інший метод отримання кристалів – поступове видалення води із насиченого розчину. "Зайва" речовина при цьому кристалізується. І в цьому випадку чим повільніше випаровується вода, тим краще виходять кристали.

Третій спосіб – вирощування кристалів із розплавлених речовин при повільному охолодженні рідини. При використанні всіх способів найкращі результати виходять, якщо використовується затравка - невеликий кристал правильної форми, який поміщають розчин або розплав. Таким способом одержують, наприклад, кристали рубіну. Вирощування кристалів дорогоцінного каміння проводять дуже повільно, іноді роками. Якщо ж прискорити кристалізацію, замість одного кристала вийде маса дрібних.

Кристали можуть також рости при конденсації пари – так виходять сніжинки та візерунки на холодному склі. При витісненні металів із розчинів їх солей з допомогою активніших металів також утворюються кристали.Наприклад, якщо розчин мідного купоросу опустити залізний цвях, він покриється червоним шаром міді. Але кристали міді, що утворилися, настільки дрібні, що їх можна розглянути тільки під мікроскопом. На поверхні цвяха мідь виділяється дуже швидко, тому кристали її занадто дрібні. Але якщо процес уповільнити, кристали вийдуть більшими. Для цього мідний купорос треба засипати товстим шаром кухонної солі, покласти на нього кружальце фільтрувального паперу, а зверху – залізну пластинку діаметром трохи менше. Залишилося налити в посудину насичений розчин кухонної солі. Мідний купорос почне повільно розчинятися в розсолі (розчинність у ньому менша, ніж у чистій воді). Іони міді (у вигляді комплексних аніонів CuCl₄ 2 - зеленого кольору) будуть дуже повільно, протягом багатьох днів, дифундувати вгору; за процесом можна спостерігати за рухом забарвленого кордону.

Досягши залізної платівки, іони міді відновлюються до нейтральних атомів. Але оскільки цей процес відбувається дуже повільно, атоми міді вишиковуються в красиві блискучі кристали металевої міді. Іноді ці кристали утворюють розгалуження – дендрити. Змінюючи умови досвіду (температура, розмір кристалів купоросу, товщина шару солі тощо), можна змінювати умови кристалізації міді.

Переохолоджені розчини.

Іноді насичений розчин при охолодженні кристалізується. Такий розчин, який містить у певній кількості розчинника більше розчиненої речовини, ніж це належить за даної температури, називається пересиченим розчином.Пересичений розчин неможливо отримати навіть дуже тривалим перемішуванням кристалів із розчинником, він може утворитися лише шляхом охолодження насиченого гарячого розчину. Тому такі розчини називають також переохолодженими. Вони щось заважає початку кристалізації, наприклад, розчин занадто в'язкий чи зростання кристалів потрібні великі зародки, яких у розчині немає.

Легко переохолоджуються розчини тіосульфату натрію Na₂S₂O₃ . 5H₂O. Якщо обережно нагріти кристали цієї речовини приблизно до 56°, вони «розплавляться». Насправді це не плавлення, а розчинення тіосульфату натрію у власній кристалізаційній воді. З підвищенням температури розчинність тіосульфату натрію, як і більшості інших речовин, збільшується, і при 56° його кристалізаційної води виявляється достатньо, щоб розчинити всю сіль. Якщо тепер обережно, уникаючи різких поштовхів, охолодити посудину, кристали не утворюються і речовина залишиться рідкою. Але якщо в переохолоджений розчин внести готовий зародок - маленький кристалик цієї ж речовини, то почнеться швидка кристалізація. Цікаво, що її викликає кристал тільки цієї речовини, а до стороннього розчину може бути абсолютно байдужий. Тому, якщо доторкнутися невеликим кристаліком тіосульфату до поверхні розчину, станеться справжнє диво: від кристаліка побіжить фронт кристалізації, який швидко дійде до дна судини. Тож уже за кілька секунд рідина повністю «затвердіє». Посудину можна навіть перевернути - з неї не виллється жодної краплі! Твердий тіосульфат можна знову розплавити у гарячій воді та повторити все спочатку.

Якщо пробірку з переохолодженим розчином тіосульфату поставити в крижану воду, кристали зростатимуть повільніше, а самі будуть більшими. Кристалізація пересиченого розчину супроводжується його нагріванням - це виділяється теплова енергія, отримана кристалогідрат при його плавленні.

Тіосульфат натрію - не єдина речовина, що утворює переохолоджений розчин, в якому можна спричинити швидку кристалізацію. Подібною властивістю має, наприклад, і ацетат натрію CH₃COONa (його легко отримати дією оцтової кислоти на соду). З ацетатом натрію досвідчені лектори демонструють таке «диво»: на невелику гірку ацетату в блюдце вони повільно ллють пересичений розчин цієї солі, який, стикаючись із кристалами, негайно кристалізується, утворюючи стовпчик твердої солі!

Кристали широко застосовуються в науці та техніці: напівпровідники, призми та лінзи для оптичних приладів, твердотільні лазери, п'єзоелектрики, сегнетоелектрики, оптичні та електрооптичні кристали, феромагнетики та ферити, монокристали металів високої чистоти.

Рентгеноструктурні дослідження кристалів дозволили встановити будову багатьох молекул, зокрема й біологічно активних – білків, нуклеїнових кислот.

Ограновані кристали дорогоцінного каміння, у тому числі вирощених штучно, використовуються як прикраси.

Бан Ч. Кристали. Їх роль у природі та науці. М., «Світ», 1970
Китайгородський А.І. Порядок і безлад у світі атомів. М., "Наука", 1977
Шаскольська М.Л. Нариси про властивості кристалів. М., "Наука", 1978
Шаскольська М.Л. Кристали. М., "Наука", 1978
Харгіттаї І., Харгіттаї М. Симетрія очима хіміка. М., «Світ», 1989