Рост кристаллов в природе кратко для детей
Обновлено: 05.07.2024
Почти любое вещество может при известных условиях дать кристаллы. Кристаллы можно получить из раствора или из расплава данного вещества, а также из его паров (например, чёрные ромбовидные кристаллы иода легко выпадают из его паров при нормальном давлении без промежуточного перехода в жидкое состояние).
Начните растворять в воде столовую соль или сахар. Не любое количество удастся растворить. При комнатной температуре (20°) вы сумеете растворить в гранёном стакане 70 граммов соли. Дальнейшие добавки соли растворяться не будут и улягутся на дне в виде осадка. Раствор, в котором дальнейшее растворение уже не идёт, называется насыщенным. Если изменить температуру, то изменится и степень растворимости вещества. Всем хорошо известно, что большинство веществ горячая вода растворяет значительно легче, чем холодная.
Как же происходит образование кристаллов из раствора?
Не удаётся, разумеется, обнаружить глазом самые начальные моменты роста. Сначала немногие из беспорядочно движущихся молекул или атомов растворённого вещества собираются в том примерно порядке, который нужен для образования кристаллической решётки. Такую группу атомов или молекул называют зародышем.
Опыт показывает, что зародыши охотнее образуются при наличии в растворе каких-либо посторонних мельчайших пылинок. Всего быстрее и легче кристаллизация начинается тогда, когда в насыщенный раствор помещается маленький кристалл-затравка. При этом выделение из раствора твёрдого вещества будет заключаться не в образовании новых кристалликов, а в росте затравки.
Как распределяются на поверхности зародыша новые порции атомов или молекул, выделяющихся из раствора?
Опыт показывает, что рост зародыша или затравки заключается как бы в перемещении граней параллельно самим себе в направлении, перпендикулярном грани. При этом углы между гранями остаются постоянными. (Мы уже знаем, что постоянство углов – важнейший признак кристалла, вытекающий из его решетчатого строения.)
На рисунке 36[7] даны последовательные очертания трёх кристаллов одного и того же вещества при их росте. Подобную картину можно наблюдать в микроскоп. В случае, изображённом слева, число граней во время роста сохраняется. Средний рисунок даёт пример появления новой грани (вверху справа) и снова её исчезновения.
Рис. 36. Слева – рост кристалла с сохранением числа граней; в середине – грани по мере роста кристалла могут зарастать и появляться вновь; справа – обломок кристалла приобретает при росте правильную форму.
Особенно отчётливо это видно на последнем рисунке. Бесформенный обломок приобретает ту же форму, что и другие кристаллы именно из-за анизотропии скорости роста. Вполне определённые грани развиваются за счёт других всего сильнее и придают кристаллу форму, свойственную всем образцам этого вещества.
Очень красивые переходные формы наблюдаются в том случае, когда в качестве затравки берётся шар, а раствор попеременно слегка охлаждается и нагревается. При нагревании раствор становится ненасыщенным, и идёт частичное растворение затравки. Охлаждение ведёт к насыщению раствора и росту затравки. Но молекулы оседают при этом по-иному, как бы отдавая предпочтение некоторым местам. Вещество, таким образом, переносится с одних мест шара на другие.
Сначала на поверхности шара появляются маленькие грани в форме кружков. Кружки постепенно увеличиваются и, соприкасаясь друг с другом, сливаются по прямым рёбрам. Шар превращается в многогранник. Затем одни грани обгоняют другие, часть граней зарастает, и кристалл приобретает свойственную ему форму (рис. 37).
Рис. 37. Как кристаллический шар превращается в правильный октаэдр.
При наблюдении за ростом кристаллов поражает основная особенность роста – параллельное перемещение граней. Получается так, что выделяющееся вещество застраивает грань слоями; пока один слой не достроен, следующий строиться не начинает.
Рис. 38. Как растёт кристалл.
В целом ряде случаев кристаллы образуются из расплавленной массы – из расплава. В природе это совершается в огромных масштабах: из огненной магмы возникли базальты, граниты и многие другие горные породы.
Начнём нагревать какое-нибудь кристаллическое вещество, например каменную соль. До 804° кристаллики каменной соли будут мало изменяться: они лишь незначительно расширяются, и вещество остаётся твёрдым.
Измеритель температуры, помещённый в сосуд с веществом, показывает непрерывный рост температуры при нагревании. При 804° мы обнаружим сразу два новых, связанных между собой явления: вещество начнёт плавиться, и подъём температуры приостановится. Пока всё вещество не превратится в жидкость, температура не изменится; дальнейший подъём температуры – это уже нагревание жидкости. Все кристаллические вещества имеют определённую температуру плавления. Лёд плавится при 0°, железо – при 1527°, ртуть – при –39° и т.д.
Как мы уже знаем, в каждом кристаллике атомы или молекулы вещества образуют упорядоченную упаковку и совершают малые колебания около своих средних положений. По мере нагревания тела скорость колеблющихся частиц возрастает вместе с размахом колебаний.
Это увеличение скорости движения частиц с возрастанием температуры составляет один из основных законов природы, который относится к веществу в любом состоянии – твёрдом, жидком или газообразном. Зная температуру, можно вычислить, с какой средней скоростью движутся частицы вещества. Скорости эти довольно велики – порядка нескольких сот метров в секунду. При нагревании тела, например от нуля до 1000°, скорость частиц возрастает более чем вдвое.
Когда достигнута определённая, достаточно высокая температура кристалла, колебания его частиц становятся столь энергичными, что аккуратное расположение частиц становится невозможным – кристалл плавится.
С началом плавления подводимое тепло идёт уже не на увеличение скорости частиц, а на разрушение кристаллической решётки. Поэтому подъём температуры приостанавливается. Последующее нагревание – это увеличение скорости частиц жидкости.
В интересующем нас случае кристаллизации из расплава явления наблюдаются в обратном порядке: по мере охлаждения жидкости её частицы замедляют своё хаотическое движение; при достижении определённой, достаточно низкой температуры скорость частиц уже столь мала, что некоторые из них под действием сил притяжения начинают пристраиваться одна к другой, образуя кристаллические зародыши. Пока всё вещество не закристаллизуется, температура остаётся постоянной. Эта температура, как правило, та же, что и температура плавления.
О том, как получить из твердеющего расплава крупные кристаллы, мы расскажем в следующей главе. Это не так просто.
Если не принимать специальных мер, то кристаллизация из расплава начнётся сразу во многих местах. Кристаллики будут расти в виде правильных, свойственных им многогранников совершенно так же, как мы это описывали выше. Однако свободный рост продолжается недолго: увеличиваясь, кристаллики наталкиваются друг на друга, в местах соприкосновения рост прекращается, и затвердевшее тело получает зернистое строение. Каждое зерно – это отдельный кристаллик, которому не удалось принять своей правильной формы.
В зависимости от многих условий и, прежде всего, от быстроты охлаждения твёрдое тело может обладать более или менее крупными зёрнами: чем медленнее охлаждение, тем крупнее зёрна. Размеры зёрен кристаллических тел колеблются от миллионной доли сантиметра до нескольких миллиметров. В большинстве случаев зернистое кристаллическое строение тел можно наблюдать в микроскоп. Твёрдые тела обычно имеют именно такое мелкокристаллическое строение.
2. Кристаллы-близнецы
10. Одни и те же атомы, но разные кристаллы
10. Одни и те же атомы, но разные кристаллы Чёрный матовый мягкий графит, которым мы пишем, и блестящий прозрачный твёрдый, режущий стекло алмаз построены из одних и тех же атомов, а именно, атомов углерода. Почему так резко различны свойства этих двух сходных по составу
12. Кристаллы и свет
12. Кристаллы и свет Гладкие грани кристаллов отражают свет подобно самому чистому зеркалу. Наряду с другими, некристаллическими телами: водой, стеклом – кристаллы также преломляют свет. То, что свет, падая из воздуха в более плотную среду, или, наоборот, из воды в воздух,
26 Кристаллы на дому
26 Кристаллы на дому Для опыта нам потребуются: банка, соль. Превращения вещества из жидкого в твердое, из газа в жидкость очень часты. Мы просто не привыкли это замечать. Между тем мы можем легко наблюдать очень интересное явление – выпадение вещества из раствора, где оно
59 Как растут барханы в пустыне, или Про зыбучие пески
59 Как растут барханы в пустыне, или Про зыбучие пески Для опыта нам потребуются: немного разных сухих сыпучих продуктов – манка, соль, сахар, гречка, растворимый кофе. Не у всех есть возможность побывать в настоящей пустыне. Но все знают, что в песчаной пустыне ветер гонит
Кристаллы
Кристаллы Многие думают, что кристаллы – это красивые, редко встречающиеся камни. Они бывают разных цветов, обычно прозрачные и, что самое замечательное, обладают красивой правильной формой. Чаще всего кристаллы представляют собой многогранники, стороны (грани) их
Одни и те же атомы, но разные кристаллы
Одни и те же атомы, но разные кристаллы Черный матовый мягкий графит, которым мы пишем, и блестящий прозрачный, твердый, режущий стекло алмаз построены из одних и тех же атомов – атомов углерода. Почему же так различны свойства этих двух одинаковых по составу
Как растут кристаллы
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
I .Введение
В прошлом учебном году у нас в школе была экскурсия в музей Эксперементариум. После окончания экскурсии, я захотела сама сделать какой-то научный опыт. В магазинчике при музее я купила себе набор для выращивания кристаллов. Дома, с помощью мамы, следуя инструкции мы начали выращивать кристалл. Он рос 12 дней. Вопреки ожиданиям, он получился не такой большой и красивый, как на картинке. И тогда я решила попробовать вырастить кристалл еще раз, а заодно узнать из чего в нашей повседневной жизни мы можем вырастить кристаллы.
Актуальность темы
Актуальность темы заключается в том, что в нашей повседневной жизни мы постоянно сталкиваемся с кристаллами, можно сказать, что все мы живем в мире кристаллов. Мы используем кристаллы в еде, в ракетостроении, самолетостроении, строительстве домов. Горные породы и минералы состоят из кристаллов. Они очень разные по строению, форме, качеству, но они все обладают качествами необходимыми для создания нужных в жизни вещей. А еще кристаллы-это красота, ведь драгоценные камни- это тоже кристаллы.
Объект исследования процесс выращивания кристаллов.
Предмет исследования: кристаллы.
Вырастить кристаллы дома, из доступных веществ, можно.
Цель работы
Познакомиться с различными видами кристаллов. Вырастить кристаллы в домашних условиях.
Узнать, что такое кристаллы.
Узнать в каких сферах жизни используются кристаллы.
Вырастить кристаллы в домашних условиях.
Создать презентацию на тему работы.
Методы исследования:
Наблюдение за ходом опытов.
Фиксирование результатов работы.
II . Основная часть
Кристалл, что это такое?
Что бы понять, что такое кристаллы, я зашла в интернет и прочитала статью в Википедии.
Идеальный кристалл- это кристалл с полным набором всех качеств, свойств и характеристик, присущих данному виду кристаллов. Он имеет совершенную структуру и лишен всяких дефектов строения (Приложение №1).
Реальный кристалл- это тот кристалл, который существует в реальной жизни. В отличие от идеального, у него есть некоторые дефекты. У него не безупречные грани, а симметрия не такая идеальная. Но несмотря на все его недостатки, в реальном кристалле есть самое его главное свойство- частиц в нем располагаются в закономерном порядке Приложение №2).
Откуда же берутся кристаллы?
Кристаллы природные (натуральные) зарождаются в недрах земли, в течение долгого периода времени, при условии очень высокой температуры и большого давления.
А искусственные кристаллы люди могут выращивать в домашних условиях.
В природе существует множество веществ, имеющих кристаллическое строение. Самым распространенным веществом, обладающим способностью образовывать кристаллы, является обычная вода. Мы видим их зимой- это снежинки и льдинки.
Кроме воды кристаллы могут образовывать многие металлы, например, медь и железо, соли (Приложение № 3).
Из истории кристаллов.
Наука о кристаллах началась с изучения горного хрусталя (Приложение № 4). Его блестящие бесцветные кристаллы впервые были найдены еще в древности среди вечных снегов в Швейцарских Альпах. Некоторые кристаллы были настолько большими, что их с трудом могли поднять несколько силачей.
Самые знаменитые кристаллы- алмазы, которые после огранки превращаются в бриллианты (Приложение № 5). В течение многих веков люди пытались разгадать тайну этих драгоценных камней. Когда же было наконец установлено, что алмаз-одна из разновидностей углерода, в это поверили не сразу! Действительно, алмаз- символ не только богатства, но и необыкновенной твердости. Если же взять другую, наиболее распространенную в природе кристаллическую разновидность углерода- графит, то на память прежде всего приходят грифели карандашей- черные, жирные на ощупь и очень мягкие. Оказалось, что сверкающие кристаллы, с которыми связано столько романтических (и кровавых) историй, и невзрачный черный графит состоят из одних и тех же атомов углерода. Решающий опыт провел в 1772 году знаменитый французский химик А.Л. Лавуазье. Он обнаружил, что при сжигании алмаза и обычного угля получается одно и то же вещество-углекислый газ.
В чем секрет уникальности кристаллов?
Уникальность кристаллов заключается в особой форме их граней. Если внимательно присмотреться к кристаллам соли и сахара, то разницу можно увидеть даже без микроскопа. Одним из самых интересных и необычных кристаллов являются снежинки (Приложение № 6). Эти кристаллы льда в форме игл, призм, шестиугольников или пластинок. Каждую зиму, особенно во время суровых морозов, сложные симметричные объекты в форме и 6-тиуголных пластинок, покрывают поверхность земли слоем мягкого и пушистого снега. Они состоят из тоненьких ледяных кристалликов, собранных вместе.
Известный немецкий астроном Иоганн Кеплер еще в 17 веке написал работу, которую посвятил шестиугольным снежинкам, тем самым оказал значительное влияние на развитие кристаллографии – науки о возникновении, структуре и свойствах кристаллических структур. Через два столетия выдающийся фотограф Уильям Бентли подарил миру возможность любоваться этими прекрасными творениями природы. Ему удалось сделать фотографии тысячи снежинок, где одна не повторяет другую. Для этого фотограф ловил снежинки на черный бархат и делал удивительные снимки. Почему же снежинки шестиугольные? В составе молекулы воды содержится два атома водорода и один-кислорода. Когда молекула воды кристаллизуется, она может образовывать только трех-или шестиугольные фигуры. Вот в этом и заключается основная причина шестиугольной формы снежинок. Снежинки зарождаются высоко в облаках при очень низких температурах. Происходит это следующим образом: на мельчайших частичках пыли при отрицательных температурах формируются кристаллики льда. Сначала под действием потоков воздуха эти кристаллики начинают опускаться, из-за чего немного подтаивают и сливаются друг с другом. Затем кристаллы снова поднимаются и подмерзают, при этом увеличиваются в размере, так как на них конденсируется влага из воздуха.
Как только кристаллы становятся слишком тяжелыми и не могут больше удерживаться в облаке, они начинают падать. Но долететь до земли снежинки могут только в том случае, когда температура воздуха ниже нуля.
Кристаллы и их применение в быту.
Мы живем на Земле, которая сложена из кристаллических пород: мы ходим по кристаллам, строим из кристаллов, выращиваем кристаллы в лабораториях, едим кристаллы. Так, например, горные породы состоят из кристаллов: песчаники, известняк, гранит.
Кристаллы находят довольно широкое применение в технике и быту. Так, благодаря сверхвысокой твердости алмазы, природные и искусственные, используются в промышленности для изготовления высокопрочных режущих инструментов, специальных опорных элементов для особо точных хронометров и других приборов, а ограненные алмазы- бриллианты- считаются самыми дорогими драгоценными камнями.
Как образуются кристаллы?
Ученых давно интересовало, как образуются кристаллы, почему разные вещества дают кристаллы разной формы, а некоторые вовсе не образуют кристаллов, что надо сделать, чтобы кристаллы получились большими и красивыми. Исследования показали, что кристаллы-это вещества, в которых мельчайшие частички (атомы, ионы или молекулы) упакованы в определенном порядке. Именно этот порядок определяет форму кристалла.
В природе кристаллы довольно часто образуются в момент охлаждения жидкости и ее последующего затвердевания: молекулы жидкости соединяются в виде особой решетки, которая неоднократно повторяется.
Так в процессе медленного остывания и затвердевания магмы в недрах нашей планеты образуются кристаллы минералов с разным кристаллическим строением, большинство из которых являются драгоценными камнями.
Кристаллы также могут образовываться из пара. Например, пар, который мы выдыхаем при сильных морозах, превращается в небольшие белые хлопья. Во время первых осенних заморозков трава и ветви низкорослых кустарников могут покрыться удивительными кристаллами воды, которая испаряется по мере повышения температуры.
Конечно, хочется получить большой и красивый кристалл побыстрее – но тут уж ничего не поделаешь: придется запастись терпением.
Многие видные ученые, внесшие большой вклад в развитие химии, минералогии, других наук, начинали свои первые школьные опыты именно с выращивания кристаллов. Опыты эти относительно просты, но их результаты могут вызвать удивление и восхищение даже у людей, весьма далеких от химии и никогда прежде не интересовавшихся этой наукой.
Сахарные кристаллы- самые настоящие леденцы на палочках, которые можно сделать дома.
Я решила вырастить кристаллы из сахара сама.
Для этого я взяла 2 деревянные палочки; кастрюлю; 2 пустых стакана.
Для начала мы приготовили сироп из сахара. Для этого в кастрюлю мы налили воду и насыпали несколько ложек сахара. Поставили кастрюлю на небольшой огонь и растворили сахар.
На плотную бумагу высыпали небольшое количество сахара. Обмакнули деревянные палочки в сироп, затем тщательно обваляли их в сахаре. Кристаллы сахара равномерно распределились по всем сторонам палочек.
В кастрюлю насыпали сахар и влили воду. Поставили кастрюлю на небольшой огонь и медленно помешивая, растворили весь сахар. Затем всыпали еще сахар и варили до тех пор, пока сахар не растворился полностью.
Затем в каждый стакан с сиропом опускаем палочку с сахарными кристаллами так, чтобы до дна оставалось 1,5-2 см. и закрепить палочки при помощи плотной бумаги. В один из стаканов я добавила пищевой краситель синего цвета.
За кристаллами я наблюдала 2 недели. Каждый день на палочке появлялись все новые и новые кристаллики. Через две недели у нас получились два красивых леденца.
Вывод: Растворяя сахар в воде, мы получили сироп, перенасыщенный раствор сахара. Вода удерживает сахар только в горячем состоянии. Остывая, он выходит из раствора и оседает на заготовке- деревянной палочке с сухими кристаллами сахара. Чем медленнее удалятся вода, тем лучше получаются кристаллы.
Параллельно опыту с сахаром, я решила вырастить кристалл из обычной соли.
Для опыта с солью, мне понадобилась теплая вода, соль, стакан, нитка и деревянная палочка.
Мы взяли крупную соль, высыпали ее в стакан с теплой водой. Соль растворять до тех пор, пока она уже перестает растворяться.
Насыщенный раствор перелили в другую емкость, где мы выращивали кристалл.
Выбрать из соли самый большой кристаллик для затравки.
Кристаллик обмотали ниткой.
В соляной раствор опустили нитку с затравкой.
Емкость с кристаллом закрыли плотной бумагой и перенесли кристалл туда, где нет яркого света и сквозняков.
Кристалл соли рос три недели. В отличие от кристаллов сахара он вырос не большим.
Вывод: Ворсинки нитки становятся центрами кристаллизации следующим образом. Беспорядочно двигающиеся молекулы растворенного вещества начинают цепляться за ворсинки и собираться в том порядке, который необходим для образования кристаллической решетки. Сначала на них образуются мельчайшие кристаллики, которые постепенно увеличиваются в размерах.
В процессе работы над темой, я очень много узнала о мире кристаллов. Я узнала, что мы окружены кристаллами, что в нашей повседневной жизни так же используются кристаллы. Так же я узнала, что многие химики начинали свои опыты именно с кристаллов.
В ходе работы я подтвердила гипотезу, что можно выращивать кристаллы в домашних условиях. Я научилась выращивать кристаллы. Выращенные мной кристаллы получились разной формы и размеров. Процесс выращивания кристаллов дома - это увлекательное и познавательное занятие. Эта работа сделала меня более наблюдательной, открыла мне мир науки. Я думаю, что приобретенные мной в процессе работы знания, пригодятся в дальнейшей учебе.
Список литературы
1. Обогащать представление детей об объектах неживой природы, встречающихся в ближайшем окружении.
2. Развивать эмоциональную отзывчивость и разнообразие переживаний детей в процессе общения с природой.
3. Узнать факты о кристаллах.
4. Расширить и углубить представления детей об окружающем мире посредством знакомства со свойствами сахара и соли (запах, вкус, цвет, форма кристаллов, растворимость).
5. Стимулировать к сравнению сахара с солью.
6. Учить задавать вопросы, выслушивать любые ответы и благодарить за них.
7. Развивать наблюдательность детей, их умение анализировать, сравнивать, обобщать, устанавливать причинно-следственные зависимости и делать выводы.
8. Воспитывать желание интересоваться явлениями окружающего мира.
Ход НОД
Воспитатель: Ребята, посмотрите, у нас в группе появилась шкатулка. Как вы думаете, кому она принадлежит?
Воспитатель: Давайте посмотрим, что там. Смотрите, здесь есть еще письмо.
Здравствуйте ребята! вы уже догадались, что эта шкатулка моя, Хозяйки Медной горы. В моих владениях (недрах) стало очень мало кристаллов, поэтому обращаюсь к вам за помощью помочь мне вырастить новые кристаллы.
Ребята, а в шкатулке еще что-то лежит. Может быть, вы знаете, что это такое.
( Воспитатель показывает содержимое шкатулки: кристаллы и флэшка)
Дети рассматривают содержимое шкатулки.
Воспитатель: Хозяйка медной горы передала нам флэшку. Как вы думаете для чего?
Слайд 2 Давайте тогда посмотрим и узнаем что такое кристаллы.
Кристалл — это твердое состояние вещества. Они разные по форме и имеют разное количество граней (сторон).
Слайд 3 Глубоко под землей находится огромные количества горячих и расплавленных горных пород. Когда они выталкиваются к поверхности земли при извержении вулкана, они начинают остывать.
Они охлаждаются очень медленно, превращаются в кристаллы, когда переходят из состояния горячей жидкости в холодную твердую форму.
Слайд 4 Кристалл — это редкий и красивый минерал.
Слайд 5 Одни из них изумруды, алмазы,. Они являются дорогими кристаллами, и их человек использует при изготовлении ювелирных изделий.
Слайд 6 Некоторые кристаллы при нагревании пахнут
Слайд 7 Горный хрусталь являются то же кристаллами. Посмотрите, в шкатулке есть кристаллы хрусталя, вот так он выглядит в природе, а вот так его уже обработали на заводе.
(дети рассматривают горный хрусталь)
Слайд 8 Кристаллы могут иметь всевозможные формы и размеры. Кристаллы очень распространены в природе, часто они вырастают до очень больших размеров.
Слайд 9 В природе существуют сотни веществ, образующих кристаллы. Вода — одно из самых распространенных из них. Замерзающая вода превращается в кристаллы льда или снежинки.
Но не все кристаллы редки и красивы. Многие из самых обычных веществ вокруг нас, представляют из себя кристаллы. Вы да же не догадываетесь.
Сейчас, послушайте загадку, об одном кристалле.
Что же это за песочек,
Сладок с ним у нас чаёчек,
В каждой кухне проживает,
Всем хозяйкам угождает.
- Послушайте еще одну загадку.
В воде она родится,
Но странная судьба:
Воды она боится
И гибнет в ней всегда.
Воспитатель: Молодцы отгадали загадку. Сахар и соль это тоже кристаллы.
Воспитатель: Я приглашаю вас в лабораторию интересных исследований. А кто знает, что такое лаборатория? (дети отвечают)
- Правильно, это там, где ученые высказывают свои предположения и проводят опыты. Но прежде, чем мы начнем исследования, назовите правила поведения в лаборатории.
Дети: Нельзя шуметь и мешать друг другу. Терпеливо выслушивать мнения других и т. д.
Воспитатель: - Молодцы! Проходите в нашу научную лабораторию.
Я покажу вам как в домашних условиях можно вырастить кристалл. Сейчас продаются наборы, которые помогают нам в этом, но вам пока самостоятельно нельзя делать эти опыты, могут только ваши родители.
Воспитатель: А вот кристаллы сахара и соли вы можете самостоятельно вырастить\. Что и будем мы с вами это делать. - Ребята, а можно ли различить сахар и соль? Предлагаю узнать.
Воспитатель: Соль и сахар – очень маленькие частицы, нам очень трудно их рассмотреть. Что нам поможет?
Воспитатель: Почему вы так решили? Обратите внимание на 2 емкости, в которые насыпаны соль и сахар.
Я предлагаю вам взять шепотку соли и положить ее на лист черной бумаги с левой стороны, а щепотку сахара с правой стороны листа. Возьмите лупу и рассмотрите кристаллы сахара и соли. Одинаковые они или разные?
Воспитатель: Можно ли их различить по внешнему виду? Что мы можем сказать о цвете этих веществ?
Дети: сахар с желтоватым оттенком, соль – белая.
Воспитатель: Что мы можем сказать о вкусе? Предлагаю попробовать воду, и определить вкус сахара и соли.
Дети: Соль – соленая, сахар – сладкий.
Воспитатель: дети, как вы думаете, имеют ли сахар и соль запах? Попробуйте осторожно их понюхать. Почему осторожно? Правильно, ведь это сыпучие вещества и, определяя запах, их нельзя подносить близко к носу. Что вы можете сказать о запахе? Одинаково ли они пахнут?
Воспитатель: Чем пахнет вещество желтоватого цвета (сахар?
Воспитатель: Чем пахнет белое вещество (соль?
Воспитатель: Мы можем сказать, что эти вещества разные по запаху. Сахар пахнет карамелью и ванилью, а соль не имеет запаха.
Воспитатель: Предлагаю ложечкой пересыпать сначала одно вещество в стакан с водой, затем другое вещество. Что вы заметили, когда мы выполняли это действие? Какой вывод мы можем сделать из этого опыта? (дети отвечают)
Воспитатель: Для следующего опыта я предлагаю ложечкой перемешать вещество в каждом стакане. Понаблюдайте, что происходит.
Дети. Вещества исчезли. Они растворились.
Воспитатель: Вода растворяет кристаллы соли и сахара. При этом цвет воды не меняется.
Воспитатель: Мы внимательно рассмотрели сахар и соль и сегодня попробуем самостоятельно вырастить кристаллы соли и сахара. Это очень длительный процесс. Мы будем наблюдать и все зарисовывать в наших дневниках наблюдения
У вас на столе стаканы с обычной, чистой теплой водой, нам нужно растворить большое количество соли в воде. При помощи ложки вы будете насыпать соль в стакан, где изображена солонка и помешивать, до тех пор, пока, соль не перестанет растворяться, и останется на дне стакана. Далее насыпаем сахар в стаканчик, на котором изображена сахарница, с теплой водой до тех пор, пока сахар перестанет растворяться.
Дети выполняют задание
Воспитатель: Я приготовила для вас нити с кристаллами соли и соли. На нити черного цвета привязаны кристаллы соли, а на нитях зеленого цвета кристаллы сахара. Другой конец нитки прикрепите к деревянной палочке на картонке. Аккуратно берем кристаллик соли и опускаем в стаканчик с соленым раствором, так же берем кристалл сахара и опускаем в стаканчик со сладким раствором.
Это очень длительный процесс. Теперь мы будем наблюдать за ростом кристаллов и все зарисовывать в наших дневниках наблюдения. Это очень длительный процесс.
Воспитатель: Что мы сегодня узнали?
Что делали в лаборатории?
- Как вы думаете, мы все узнали про свойства сахара и соли?
Если медленно испарять раствор квасцов или медного купороса, то через несколько дней из раствора вырастут довольно большие кристаллы.
Нетрудно сделать опыт выращивания кристаллов из расплава. Насыпьте в стеклянную колбу белого порошка водного гипосульфита натрия (фиксажа), который можно купить в магазине фотографических принадлежностей. Осторожно нагрейте колбу. Гипосульфит расплавится и превратится в жидкость. Заткните колбу ватой и быстро остудите ее под струей холодной воды. Если не трясти колбу, гипосульфит будет остывать, не кристаллизуясь. Когда он совсем остынет, бросьте в колбу крупинку твердого гипосульфита. Эта крупинка начнет быстро расти, от нее вытянутся иголки, лучи, лепестки; такие же иглы, пластинки, звезды, многогранники возникнут и в других местах колбы. Они будут быстро расти во все стороны, сталкиваться друг с другом, и через несколько минут вся жидкость затвердеет. Эти звездочки и многогранники — кристаллы гипосульфита, выросшие из расплава.
Узорная шестилучевая звездочка снежинки поражает своей симметрией.
Кристаллы могут образоваться и из пара. В морозном воздухе пар, который выдыхает человек, оседает белыми хлопьями. Они представляют собой скопления мелких кристаллов снега или льда, образовавшихся и выросших на морозе из водяного пара. Иней — это тоже закристаллизовавшиеся пары воды. Облака, которые мы видим на небе, — это скопление водяных капель или кристалликов снега; а снежные кристаллики вырастают либо из этих капель, либо из водяных паров, содержащихся в атмосфере.
Обледенение самолетов в арктических полетах — это тоже процесс роста кристаллов. В холодных верхних слоях атмосферы водяные пары могут долго сохраняться, не кристаллизуясь, но лишь только в эти пары врежется летящий самолет, как сейчас же начнется быстрый рост ледяных кристаллов, и в несколько минут самолет окажется облепленным грудой кристаллов льда.
Скорость роста кристалла по разным направлениям различна, так же как различны все другие свойства кристалла. В этом легко убедиться на опыте. Если обломать у кристалла все углы, обточить грани или выточить из кристалла шарик и поместить его в остывающий раствор или расплав того же вещества, кристалл начнет расти. Если бы скорость роста кристалла не зависела от направления, то шарик, вырастая, увеличивал бы свой объем, не изменяя формы. Он по-прежнему оставался бы шариком. Но опыт показывает, что это не так. На растущем кристаллическом шарике появляются крохотные плоские пятнышки — ровные площадки граней; в одних направлениях кристалл растет, в других он может растворяться. Постепенно увеличиваясь, расширяясь, грани встречаются друг с другом, и в конце концов весь шар превратится в многогранник; при этом разные грани растут с разной скоростью, почему и возникают различные формы кристаллов.
Таким образом, кристалл, лишенный своей многогранной формы, не теряет способности самоограняться. Многогранная форма кристалла зависит от того, что кристалл растет неравномерно, с различной скоростью по разным направлениям.
Итак, кристаллы растут. И замечательно, что они всегда растут в виде правильных симметричных многогранников, если только им ничто не мешает при росте. Как же растут кристаллы в природе?
В глубинах нашей планеты находится магма, т. е. сложный раствор-расплав множества различных веществ, дающий при остывании разные минералы с различным кристаллическим строением.
Почему же из однородной магмы получаются разные минералы? Каждое химическое вещество затвердевает или плавится при определенной температуре. Например, если вы будете нагревать кристалл льда, то до 0° кристалл остается неизменным. Но как только температура достигает 0°, кристалл вдруг начнет плавиться, причем, сколько бы мы ни грели дальше, температура льда не будет повышаться, пока весь кристалл не расплавится. Лишь когда весь кристалл превратится в воду, температура воды начнет повышаться. Если же мы будем охлаждать воду, то точно при 0° жидкость закристаллизуется, и ее температура будет неизменной, пока вся вода не превратится н лед, после чего температура снова начнет падать.
Также и любое кристаллическое вещество плавится и кристаллизуется при строго определенной температуре, характерной для него, например для кварца 1713° и т. д.
У некристаллических тел нет постоянной температуры плавления (а следовательно, и температуры кристаллизации), при нагревании они размягчаются постепенно. В стекле уже и до нагревания все атомы расположены беспорядочно. При охлаждении расплавленное стекло становится все более вязким и застывает постепенно.
Кристалл кварца в Минералогическом музее Академии наук СССР.
Кристаллическое же вещество затвердевает сразу при определенной температуре кристаллизации.
Когда в глубинах земли магма постепенно застывает, химические вещества, составляющие ее, затвердевают не все сразу, а поочередно, потому что температура кристаллизации их различна. Поэтому магма распадается на разнородные, почти всегда состоящие из кристаллов минералы.
Но почему же мы все-таки говорим, что характерным свойством кристаллов является их многогранная форма?
Потому, что если бы это же самое кристаллическое зерно росло не в тесноте, а так, чтобы ему ничто не мешало, то оно приняло бы форму правильного многогранника. Неправильная форма — это вынужденная форма кристалла. Кристаллу не удалось вырасти многогранным потому, что соседние кристаллы мешали ему расти свободно.
В музее Горного института в Ленинграде хранится кристалл горного хрусталя высотой почти в метр; он долгое время служил тумбой у ворот одного из домов г. Свердловска. На Алтае был найден кристалл берилла длиной в 1,3 ж.
Озера и моря — это природные лаборатории, в которых происходит рост кристаллов из растворов. Южный Урал, Донбасс, Западная Сибирь, Закавказье, Средняя Азия изобилуют соляными озерами, в воде которых растворено множество солей. Летом, когда под лучами палящего солнца вода озер быстро испаряется, из раствора начинают выделяться кристаллы соли, совсем так же, как оседает соляная накипь на дне и стенках кастрюли.
Эти кристаллы плавают на поверхности озера, отлагаются на берегах, оседают на дне. Так путем кристаллизации из раствора возникают месторождения солей.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Читайте также: