Кристаллы

ЦЕЛЬ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА:
Выращивание монокристаллов поваренной соли, медного купороса, алюмокалиевых квасцов из перенасыщенных водных растворов.
Наблюдение за скоростью роста монокристаллов, в зависимости от частоты приготовления новых перенасыщенных растворов.
Изучение особенностей роста монокристаллов правильной формы.
Изучение формы полученных кристаллов и определение видов дефектов структуры реальных кристаллов.

Примеры применения монокристаллов:

КРИСТАЛЛЫ:
- это твердые тела, в которых атомы или молекулы расположены в пространстве упорядочено.
Каждому химическому веществу соответствует определенная атомно-кристаллическая структура.
Крупные одиночные кристаллы называются
М О Н О К Р И С Т А Л Л А М И.

ГЕОМЕТРИЯ КРИСТАЛЛОВ
Выросшие в равновесных условиях кристаллы имеют форму правильных многогранников .
Симметричные тела имеют следующие элементы: плоскость симметрии, ось симметрии, центр симметрии.
Существует 14 типов решеток Бравэ, они образуют 7 кристаллических систем.

Семь кристаллических систем:
Триклинная (a ≠b ≠ c, α ≠ β ≠ γ)
Моноклинная (a ≠ b ≠ c, α = β = 90° ≠ γ)
Ромбическая (a ≠ b ≠ c, α = β = γ = 90 °)
Тетрагональная (a = b ≠ c, α = β = γ = 90 °)
Ромбоэдрическая (a = b = c, α = β = γ≠90 °)
Гексагональная (a=b ≠ c, α=β=90 °, γ=60 °)
Кубическая (a = b = c, α = β = γ = 90 °)
Элементарная ячейка кристаллической решетки

Выдающийся русский кристаллограф Евграф Степанович Федоров установил, что в природе может существовать 230 различных кристаллических решеток.
Кристаллы могут иметь форму различных призм и пирамид, в основании которых могут лежать только правильный треугольник, квадрат, параллелограмм и шестиугольник.

Простые формы кристаллов

Получение монокристаллов.
Крупные совершенные монокристаллы выращивают из пересыщенных растворов и перегретых расплавов, вводя в них небольшие затравочные кристаллики, не допуская самопроизвольного зарождения.

Получение перенасыщенного раствора и выращивание кристалла.

При выращивании кристалла необходимо поддерживать постоянную температуру и насыщение раствора.
Работа по насыщению раствора:
Вытащить кристалл.
В раствор добавить избыток соли и нагреть его на водяной бане (см. рисунок).
Отделить раствор от избытка соли и охладить его.
Внести в раствор кристалл на нити.

Выращивание кристаллов:
Кристалл хлорида натрия [NaCl] – поваренная соль кристаллизуется в форме куба.

Выращивание кристаллов:
2. Кристалл алюмокалиевых квасцов [KAl(SO4)2·12H2O] – кристаллизуется в форме октаэдра.

Выращивание кристаллов:
3. Кристалл сульфата меди [CuSO4·5H2O] – медный купорос образует кристалл, имеющий только один центр симметрии.

Для выращивания этих кристаллов медного купороса потребовалось 1,2 кг CuSO4 .

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫРАЩЕННЫХ МОНОКРИСТАЛЛОВ:
Для NaCl наиболее развитые грани имеют форму куба;
рост граней кристалла поваренной соли шел послойно;
незавершенные слои имеют ступенчатый вид;
ступени, находящиеся по краям граней имеют большую высоту, чем ступени в центре граней.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫРАЩЕННЫХ МОНОКРИСТАЛЛОВ:
Кристалл квасцов имеет форму октаэдра;
форма октаэдра сильнее выражена в той части кристалла, которая находилась в нижней части перенасыщенного раствора;
вершины и рёбра кристалла опередили рост плоских граней;
плоские грани исчезли из-за ступенчатого роста кристалла.
Монокристалл квасцов имеет скелетный характер.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫРАЩЕННЫХ МОНОКРИСТАЛЛОВ:
Монокристалл более правильной формы получен от затравки без видимых дефектов строения;
на плоских гранях хорошо видна слоистость роста кристалла;