NộI Dung
Các tinh thể có thể phát triển trong một loạt các hình dạng và kích cỡ, từ các tinh thể chỉ nhìn thấy được dưới kính hiển vi đến các tinh thể khổng lồ cao chót vót được hình thành qua hàng ngàn năm trong các điều kiện chuyên biệt. Các tinh thể phát triển thông qua một loạt các giai đoạn phức tạp, phát triển xung quanh một hạt nhân, thu thập vật chất và phát triển lớn hơn khi chúng còn lại trong một môi trường thuận lợi về tinh thể.
Tạo mầm
Tất cả các tinh thể hình thành là kết quả của hai quá trình, được gọi là "tạo mầm" và "tăng trưởng tinh thể", trong dung dịch lỏng "siêu bão hòa" (một chất lỏng có chất hòa tan trong đó, ví dụ như muối). Điều này sẽ xảy ra trong một hang động nếu nó bị ngập trong một trong những giải pháp chất lỏng này miễn là một trăm ngàn năm trở lên. Bước đầu tiên, tạo mầm, xảy ra khi các nhóm phân tử trôi nổi trong dung dịch bắt đầu dính vào nhau trong các cụm ổn định. Việc một cụm phân tử có trở nên ổn định hay không phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong dung dịch, bao gồm cả nhiệt độ và liệu nó có "siêu bão hòa" hay không.
Siêu bão hòa
Sự siêu bão hòa xảy ra khi dung dịch chứa nhiều vật liệu hòa tan hơn mức có thể hòa tan. Ví dụ, nếu bạn tiếp tục khuấy đường vào tách cà phê, chất lỏng cuối cùng sẽ trở nên "bão hòa" và không thể hòa tan thêm đường nữa. Sự siêu bão hòa sẽ xảy ra nếu bạn thêm nhiều đường hơn cho đến khi các hạt nổi trong cà phê, không thể hòa tan.
Tăng trưởng tinh thể
Cách các phân tử dính vào nhau trong quá trình tạo mầm đóng vai trò xác định hình dạng cuối cùng của tinh thể. Sự tăng trưởng tinh thể xảy ra khi các cụm ổn định trong dung dịch đạt được kích thước tới hạn (kích thước tối thiểu mà các phân tử tinh thể phải đạt được để tiếp tục tăng trưởng mà không tan rã). Hạt nhân tiếp tục khi tăng trưởng tinh thể phát triển vượt quá kích thước tới hạn và được thúc đẩy bởi quá trình siêu bão hòa, cung cấp thêm các phân tử để bám vào hạt nhân của tinh thể non nớt. Tùy thuộc vào các điều kiện trong dung dịch, sự tạo mầm hoặc tăng trưởng tinh thể có thể chiếm ưu thế so với các chất khác và dẫn đến các tinh thể có kích thước khác nhau. Sự tăng trưởng hoặc tạo mầm tinh thể tiếp tục cho đến khi quá trình siêu bão hòa kết thúc hoặc hang khô hoàn toàn.
Các loại tinh thể khác nhau
Nhiều loại giải pháp khác nhau có khả năng sản xuất các loại tinh thể khác nhau. Ví dụ, tinh thể muối xảy ra khi muối hòa tan trong nước và sấy khô, nhưng các vật liệu khác hòa tan trong dung dịch cũng có khả năng tạo thành tinh thể. Gallium và halite là những vật liệu khác được biết là kết tinh.
Tạo tinh thể của riêng bạn
Bạn có thể dễ dàng tạo thành tinh thể muối ở nhà bằng cách thêm muối vào nước sôi cho đến khi nó trở nên siêu bão hòa. Sử dụng một miếng bìa cứng để giúp các tinh thể hình thành; nó làm như vậy bằng cách cung cấp cho các phân tử muối một nơi để tạo mầm. Đặt dung dịch muối siêu bão hòa với các tông dưới ánh mặt trời cho đến khi khô. Điều này sẽ cho phép các tinh thể nhỏ hình thành.