Реферат кристаллы 3 класс
Обновлено: 07.07.2024
В земле иногда находят камни такой формы, как будто их кто-то тщательно выпиливал, шлифовал, полировал. Это многогранники с плоскими гранями, с прямыми ребрами. Правильные и совершенные формы этих камней, безукоризненная гладкость их граней поражают нас. Трудно поверить, что такие идеальные многогранники образовались сами, без помощи человека. Вот эти-то камни с природной, т.е. не сделанной руками человека, правильной, симметричной, многогранной формой и называются кристаллами.
Муниципальное бюджетное образовательное учреждение
Средняя общеобразовательная школа № 50 города Ульяновска
Филиппова Анна Артёмовна
ученица 4 класса Б
учитель начальных классов
2. Знакомство с кристаллами.
2.1. Понятие кристаллов
2.2. Природные кристаллы
2.3. Искусственные кристаллы
3. Экспериментальная часть
3.1. Как кристаллы растут из соли
5. Список литературы
После беседы с родителями, поиска информации в библиотеке, в интернете я узнала, что:
- мы ходим по кристаллам,
- строим из кристаллов различные сооружения,
- обрабатываем кристаллы на заводах,
- создаем приборы и изделия из кристаллов,
- находим кристаллы в живых организмах,
- выращиваем кристаллы в лабораториях и заводских установках, а также в домашних условиях.
Объект исследования – кристаллы.
Предмет исследования – способы выращивания кристаллов в домашних условиях.
Цель работы: изучить разнообразие кристаллов как природных, так и созданных руками человека, вырастить кристалл соли в домашних условиях.
- узнать о природе кристаллов;
- выявить значение кристаллов в жизни людей;
- провести экспериментальное наблюдение за процессом роста кристаллов в домашних условиях.
Гипотеза: мы предположили, что кристаллы могут образоваться при создании определённых условий. Значит, если изменить условия и растворить разные вещества, то можно получить кристаллы различной формы и окраски даже в домашней лаборатории.
Практическое значение исследования в том, что оно может быть использовано на уроках окружающего мира, во внеклассных мероприятиях, на занятиях внеурочной деятельности.
Методы исследования: беседа, обзор литературных источников и интернет ресурсов, анализ, сравнение, эксперимент.
Ищи интересное вокруг и тогда природа покажет много чудес.
2. Знакомство с кристаллами.
2.1. Понятие кристаллов.
Что же такое кристаллы?
Удивительной особенностью горного хрусталя и многих других прозрачных минералов являются их гладкие плоские грани. В конце 17 века было подмечено, что имеется определенная симметрия в их расположении. Было установлено также, что некоторые непрозрачные минералы также имеют естественную правильную огранку и что форма огранки характерна для того или иного минерала. Возникла догадка, что форма может быть связана с внутренним строением. Поэтому, кристаллами стали называть все твердые вещества, имеющие природную плоскую огранку.
2.2. Природные кристаллы
Кристаллы, залегающие в земле, бесконечно разнообразны. Размеры природных многогранников достигают подчас человеческого роста и более. Встречаются кристаллы-лепестки тоньше бумаги и кристаллы – пласты в несколько метров толщиной. Бывают кристаллы маленькие, узкие и острые, как иголки, и бывают громадные, как колонны. Примеры некоторых из природных кристаллов представлены на рисунке 1 .
С самых ранних времен человеческой культуры люди ценили красоту драгоценных камней. Алмаз, рубин, сапфир и изумруд – самые дорогие и излюбленные камни. За ними следуют александрит, топаз, шпинель, горный хрусталь, аметист, гранат, аквамарин, хризолит.
В морозное весеннее или осеннее утро, когда солнце еще не успело уничтожить следы ночных заморозков, деревья и кусты покрыты инеем. На ветках повисли капли льда. Вглядитесь: внутри ледяных капель видны пучки тонких шестигранных иголочек – кристалликов льда.
На снежинках легче всего убедиться в том, что форма кристаллов правильна и симметрична (см. рисунок 3). Бесконечно разнообразны формы снежинок.
2.3. Искусственные кристаллы
Зачем же создают еще и искусственные кристаллы, если и так почти все твердые тела вокруг нас имеют кристаллическое строение?
Прежде всего затем, что природные кристаллы не всегда достаточно крупны, часто они неоднородны, в них имеются нежелательные примеси. При искусственном выращивании можно получить кристаллы крупнее и чище, чем в природе.
Есть и такие кристаллы, которые в природе редки и ценятся дорого, а в технике очень нужны. Поэтому разработаны лабораторные и заводские методы выращивания кристаллов алмаза, кварца, корунда. В лабораториях выращивают большие кристаллы, необходимые для техники и науки, искусственные драгоценные камни, кристаллические материалы для точных приборов; там создают и те кристаллы, которые изучают кристаллографы, физики, химики, металловеды, минералоги, открывая в них новые замечательные явления и свойства. А самое главное – искусственно выращивая кристаллы, создают вещества, каких вообще нет в природе, с уникальными свойствами.
исследовательская работа учащегося 3 класса внеурочная деятельность по теме Выращивание кристаллов соли на камнях в домашних условиях.
Муниципальное общеобразовательное учреждение
ученик 3 б класса
руководитель: Сикерина Светлана Владимировна
учитель начальных классов
г. Комсомольск на Амуре
2016-2017 учебный год
Что такое кристаллы?
Как растет кристалл. 6
Список используемой литературы
«Кристаллы, кристаллы,
Соцветья во мглу погружённой земли.
Когда расцвели вы,
На свете другие цветы не цвели.
Нацежен был мало-помалу
Из мрака лучистый хрусталь,
Чтоб стало под силу кристаллу
Мигель де Унамуно.
Изумруд Аметист Гранат Горный хрусталь
Меня заинтересовал вопрос: а что можем сделать мы, чтобы приобщиться к загадочному миру кристаллов? Интересно, возможно ли вырастить кристалл в домашних условиях без применения специальных приспособлений?
Гипотеза исследования: предположим, что в домашних условиях действительно можно вырастить кристаллы.
Цель работы: провести исследование по выращиванию кристаллов в домашних условиях.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
изучить литературу, посвященной данной теме;
отобрать вещества, применяемые в быту, из которых возможно вырастить кристаллы;
познакомиться с методами выращивания кристаллов;
провести наблюдения за процессом роста кристаллов.
Проблемные вопросы:
– Что такое кристаллы?
– Почему они растут?
– Что нужно делать, чтобы они росли?
– Возможно ли вырастить кристаллы самим?
Актуальность работы состоит в том, что выращивание кристаллов - увлекательное занятие и, пожалуй, самое простое, доступное и недорогое для большинства юных химиков и максимально безопасное.
Предмет исследования: кристаллы.
Объект исследования: выращивание кристаллов из растворов.
Теоретическая часть.
Что такое кристалл?
Что же такое кристаллы? Кристаллы, в переводе с греческого языка, (krystallos) лёд. По данным энциклопедии, кристалл - это твердое тело. Кристаллы бывают естественного происхождения и искусственного, выращенные в специально-созданных условиях. И каждый человек, при желании может легко вырастить кристаллы у себя дома.
Оказалось, многие из самых обычных веществ вокруг нас, представляют из себя кристаллы. Мы встречаемся с ними повсюду и даже не подозреваем об этом.
• Кристаллы хрустят у нас в крае под ногами почти полгода, покрывая огромные пространства земли - это снег.
• А любимое многими развлечение кататься на коньках, лед - это тоже кристалл!
• На кухне - едим кристаллы, например, соль или сахар.
Для лечения и профилактики бронхолегочных заболеваний, в качестве вспомогательного лечения, многие посещают соляные пещеры
Люди научились выращивать искусственные кристаллы рубины. Используют их для изготовления ювелирных украшений и в часовых механизмах.
Выращивают и самые твердые на свете кристаллы алмазы. Сегодня алмаз не камень-украшение, а в первую очередь камень-работник. Благодаря своей исключительной твердости алмаз играет огромную роль в технике. Алмазными пилами распиливают камни.
1.2. Как растет кристалл.
Для образования кристаллов необходимо, чтобы ничто не мешало им свободно и всесторонне развиваться, не теснило бы их и не препятствовало их росту. Одни вещества образуют кристаллы легко, другие с большим трудом или вовсе не образуют кристаллов.
Если охлаждение раствора медленное, то кристаллов образуется мало, и, постепенно обрастая частичками вещества со всех сторон, они превращаются в красивые кристаллики правильной формы. При быстром же охлаждении образуется много центров кристаллизации, и кристаллы получатся неправильной формы, и к тому же слишком мелкие.
Ещё очень важно, чтобы раствор не содержал посторонних частичек (пылинок и т. д.), иначе в растворе на них начнется кристаллизация, и в результате получится то же самое, что и при быстром охлаждении раствора.
Практическая часть.
У меня возник вопрос: Можно ли такую красоту вырастить дома? Чтобы найти ответ на этот вопрос: в интернете нашел несколько вариантов выращивания кристаллов в домашних условиях из соли, сахара, медного купороса, а таких как рубины и алмазы, к сожалению, нет.
Определив методы исследования, провел работу по выращиванию кристаллов в домашних условиях.
Опыт. Выращивание кристаллов из поваренной соли.
Чтобы вырастить кристаллы соли, мы налили в стакан не очень горячей воды и стали насыпать в воду соль по 1 чайной ложке, помешивая, чтобы соль быстрее растворялась. Добавляли соль в воду до тех пор, пока она не перестала растворяться. Когда заметили, что кристаллы больше не растворяются, добавили последнюю ложечку соли. Раствор процедили через фильтр (мы воспользовались салфеткой, можно взять промокашку или вату). Процеживать раствор обязательно, потому что соринки могут помешать росту красивых кристаллов. Поставили раствор охлаждаться. Чем медленнее он будет остывать, тем крупнее получатся кристаллы.
Для того чтобы кристалл вырос крупным и ровным, потребовалось много времени, терпения и осторожности. За месяц - полтора можно вырастить довольно крупный кристалл. Для начала берут затравку - маленький кристаллик, который и станет центром кристаллизации. Но мы поступили проще: я погрузил камни в раствор.
Поставили емкость с раствором в место, где нет сквозняков. Уже через 2-3 дня камни стали обрастать кристаллами. Мы внимательно следили, чтобы раствора в банке хватило, для того, чтобы закрыть им кристалл: кристалл должен все время находиться в растворе. Кристаллы выросли за 2-3 недели, но их можно было бы выращивать и дольше.
Красивые кристаллы получались не сразу. Из книг мы узнали, что во время роста можно корректировать рост кристаллов, удаляя некрасивые наросты. Это делали ножом, соскабливая лишнее. Первые кристаллы, которые мы достали из раствора, очень быстро подсохли, через час покрылись белым налетом соли, а через несколько дней разрушились.
После неудачного первого опыта мы стали осторожнее. Когда кристаллы приняли красивый вид, вынули их из раствора.
Результат: мы получили кристалл поваренной соли.
1. Поваренная соль состоит из кристаллов.
2. При соприкосновении кристаллов соли с водой, они растворяются.
3. В домашних условиях можно вырастить кристаллы при необходимых условиях: наличие насыщенного солевого раствора и камней.
Автор:Матвеева Светлана Николаевна, учитель начальных классов МБОУ СОШ № 9, г. Ульяновск.
Описание материала: Предлагаю Вашему вниманию одно из направлений работы с одарёнными детьми - исследовательскую работу (проект), выполненную учащимися 3 класса. Проект ориентирован на формирование у детей навыков исследовательской деятельности и развитие творческих способностей. Материал предназначен для учителей, родителей и детей гимназий, лицеев, средних общеобразовательных школ, учреждений дополнительного образования.
Цель: знакомство с исследовательской работой (проектом).
Задачи:
- представить свой опыт по проектной деятельности;
- вызвать интерес к исследовательской и проектной деятельности в целом;
- развивать умения по созданию исследовательской работы и проекта.
Нам захотелось больше узнать о кристаллах. Как они формируются, растут, какова их структура, внешний вид, свойства. Что делает кристаллы такими не похожими друг на друга.
Предлагаем совершить увлекательное путешествие в волшебный мир кристаллов!
Проблемные вопросы:
Что такое кристаллы?
Какие бывают кристаллы?
Какая форма у кристаллов?
Откуда берутся кристаллы?
Возможно ли вырастить кристаллы в домашних условиях?
Цель нашего исследования: изучение строения, разнообразия и значения кристаллов.
Мы сделали несколько предположений и хотим понять, насколько они верны.
Предположение первое: Допустим, что форма кристалла напрямую зависит от его внутреннего строения.
Предположение второе: Предположим, что можно вырастить кристалл в домашних условиях.
Задачи:
1. Выявить особенности внешнего вида, свойств и разнообразия кристаллов.
2. Систематизировать информацию о кристаллах, полученную из библиотек, музеев, ювелирной мастерской и других источников.
3. Сделать подборку литературы о кристаллах.
4. Собрать фотоколлекцию и коллекцию кристаллов.
5. Выпустить буклет.
Объект: кристаллы.
Предмет нашего исследования: особенности разнообразия кристаллов.
Для реализации поставленных задач мы выбрали следующие методы:
- Наблюдение
- Исследование
- Опыт
- Беседа
- Работа с литературными источниками и интернет - ресурсами.
Далее мы наметили план исследования:
1. Найти и изучить возможные источники информации.
2. Провести анкетирование одноклассников и знакомых.
3. Проанализировать полученную информацию.
4. Сделать выводы.
- выводы
Подготовительный этап работы над проектом.
1. Сроки реализации проекта:
2. Начало: 23.11. 2014 г.
3. Конец: 23.12. 2014 г.
Особое место среди кристаллов занимают драгоценные камни, которые с древнейших времён привлекают внимание человека. Невозможно оторвать взгляд от сверкающих всеми цветами радуги алмазов, рубинов, сапфиров, аметистов.
Люди научились получать искусственно очень многие драгоценные камни. Например, подшипники для часов и других точных приборов уже давно делают из искусственных рубинов. Получают искусственно и прекрасные кристаллы, которые в природе вообще не существуют.
Например, фианиты – их название происходит от сокращения ФИАН – Физический институт Академии наук, где они впервые были получены. Фианиты – кристаллы кубического оксида циркония ZrO2, которые внешне очень похожи на бриллианты.
Кристаллы бывают идеальные и реальные.
Идеальный кристалл является, по сути, математическим объектом, имеющим полную, свойственную ему симметрию, идеализированно ровные гладкие грани и т. д.
Реальный кристалл — всегда содержит различные дефекты внутренней структуры решетки, искажения и неровности на гранях и имеет пониженную симметрию многогранника вследствие специфики условий роста, неоднородности питающей среды, повреждений и деформаций. Реальный кристалл не обязательно обладает кристаллографическими гранями и правильной формой, но у него сохраняется главное свойство — закономерное положение атомов в кристаллической решётке.
Возможно, вы считаете, что кристалл — это редкий и красивый минерал или драгоценный камень. Отчасти вы правы. Изумруды и бриллианты являются кристаллами. Но не все кристаллы редки и красивы. Каждая отдельная частица соли или сахара — тоже кристалл! Многие из самых обычных веществ вокруг нас представляют из себя кристаллы.
В природе существуют сотни веществ, образующих кристаллы. Вода — одно из самых распространенных из них. Замерзающая вода превращается в кристаллы льда или снежинки.
Минеральные кристаллы образуются в ходе определенных породообразующих процессов. Огромные количества горячих и расплавленных горных пород глубоко под землей в действитель¬ности представляют из себя растворы минералов. Когда массы этих жидких или расплавленных гор¬ных пород выталкиваются к поверхности земли, они начинают остывать.
Они охлаждаются очень медленно. Минералы превращаются в кристаллы, когда переходят из состояния горячей жидкости в холодную твердую форму. Минералы являются частью земной коры, и составляют внутреннюю структуру планеты. Они образуются из расплавленной магмы, находящейся в глубинных слоях Земли, и затвердевающей при выходе. Под воздействием различных природных условий постепенно происходят сдвиги земной коры, отдельные её слои опять опускаются и расплавляются. Кристаллы и есть продукты этого геологического циклического процесса.
Природные кристаллы кварца, добытые из земли, реагируют на сжатие и деформацию. В них появляются электрические заряды.
Поскольку мысль – это энергия, значит, мы можем передать её наподобие электрического тока. Кристалл реагирует на эти токи, как и на любую другую энергию. Они могут хранить в своей памяти отношение к ним людей, которые извлекли их из земли и обработали. Мы можем “очищать”, “исцелять”, “программировать” камни, проецируя в них свои энергии.
В ходе нашей работы мы провели опыт по выращиванию кристаллов в домашних условиях.
Древние египтяне использовали кристаллы в орнаментах и украшениях. Они также носили амулеты в форме священного египетского жука. Считалось, кто носит такой амулет, тот защищён добрыми духами.
В ювелирной мастерской нам удалось посмотреть на кристалл в микроскоп. Мы увидели, что он сострит из мельчайших кристалликов - зерён.
Кроме того, мы узнали, что для изготовления ювелирных изделий применяют камни, обладающие красивым цветом, прозрачностью, блеском и твёрдостью.
Следует отметить, что существует мнение, что кристаллы могут быть использованы в магии. Наиболее подходящими для магических целей являются следующие камни: Аметист, Хризоберилл (кошачий глаз), Розовый кварц и др.
Кроме того, при составлении гороскопов драгоценные камни (кристаллы) оказывают важную роль.
Наиболее подходящими для магических целей являются следующие камни:
Аметист:помогает в медитации и визуализации, успокаивает и умиротворяет, внушает чувство безопасности. Открывает сознательный доступ к своему духовному телу и ускоряет духовное пробуждение.
Аметрин: сочетает в себе признаки минералов аметиста и цитрина. Защищает от психической атаки, содействует астральной проекции, работе с духовными наставниками и медитации.
Иолит (фиалковый камень) - разновидность минерала кордиерита, расширяет психические способности и возможности. Помогает тем, кто делает свои первые шаги на духовном пути, поощряет стремления людей на начальных этапах духовного роста.
Слюда - минерал, имеющий целую совокупность магических свойств, увеличивающих способность видеть несколько уровней тонких миров и при этом отличать реальность от иллюзии.
Хризоберилл (кошачий глаз) - вызывает видения из других миров, способствует развитию психического видения, помогает ясновидящим и вызывает вещие сновидения.
Кварц- имеет такую энергоинформационную кристаллическую структуру, которая охотно вступает в "диалог" с человеческим полем.
Розовый кварц - разновидность кварца, ключ к знаниям о тонком мире, богатый источник магической энергии для тех, кто уже имеет магические знания и магический опыт.
Дымчатый кварц (раухтопаз) - в ювелирной торговле более известен как горный хрусталь или дымчатый топаз. Способствует медитативному созерцанию, достижению транса, вскрывает подсознание, выводит из организма негативную энергию и даёт защиту.
В настоящее время изучением многообразия кристаллов занимается наука КРИСТАЛЛОГРАФИЯ.
Кристаллография – это наука о строении, симметрии, физико-химических свойств, образовании и росте кристаллов, которая зародилась в18 веке.
Применения кристаллов в науке и технике так многочисленны и разнообразны, что их трудно перечислить. Можно привести несколько примеров.
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. Колоссальное значение имеет алмаз при бурении горных пород, в горных работах. 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.
Мы рисовали кристаллы, лепили, делали макет формы кристаллов, собрали коллекцию рисунков и фотографий, а также собрали свою коллекцию кристаллов.
Ну а дальше оставалось только всё доработать с учётом всех полученных замечаний и предложений и сделать выводы.
Таким образом, кристалл – это твёрдое состояние вещества. Он имеет определённую форму и количество граней.
Кристаллы бывают разных цветов, но в большинстве своём они прозрачны.
Кристаллы – не музейная редкость. Они окружают нас повсюду.
Самые красивые среди кристаллов – драгоценные камни.
Многие мастера художественного слова оставили вклад о кристаллах в своих произведениях. Нам удалось сделать подборку литературных произведений на интересующую нас тему.
Всего в нашей подборке – около 30 произведений о кристаллах. В наши планы входит продолжение работы в данном направлении.
Кристаллы неординарны и загадочны по своей сущности. В облаках, в глубинах Земли, на вершинах гор, в песчаных пустынях, в морях и океанах, в научных лабораториях, в клеточках растений, в живых и мёртвых организмах – везде мы встречаем кристаллы.
Подводя итоги нашей работы, можно сказать, что: мы добились поставленной цели, узнали много нового и интересного о кристаллах.
Наш проект – это деятельность, которая позволила нам проявить себя, попробовать свои силы, приложить свои знания, принести пользу и показать публично свой достигнутый результат.
Можно отметить положительные моменты работы над проектом.
1. Воспитание навыков самостоятельности и ответственности.
2. Выработка умений работать с литературой, выстраивать диалог с одноклассниками, со сверстниками, с учащимися начальной школы, со взрослыми.
3. Расширение нашего кругозора.
4. А главное - мы сумели довести дело до конца!
Выход проекта
Презентация проекта.
Выпуск буклета.
УДИВИТЕЛЬНЫЙ МИР КРИСТАЛЛОВ
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
Ужасно интересно всё то, что не известно! "
Актуальность исследования заключается в том, чтобы находить интересное и необычное рядом, в том, что доступно для наблюдения и изучения. Ведь выращивание кристаллов - увлекательное занятие и, пожалуй, самое простое, доступное и недорогое.
Цель работы: провести исследованиеповыращиванию кристаллов поваренной соли, сахара и медного купороса в домашних условиях.
Задачи исследования:
Проанализировать текстовый и иллюстративный материал по данной теме.
Изучить методики процесса кристаллизации.
Обобщить полученную информацию о строении кристалла.
Выполнить опытно-экспериментальную работу по изученным методикам.
Подготовить стендовую презентацию материала по теме исследования.
Объектом исследования являются кристаллы.
Предметом исследования –процесс кристаллизации.
Гипотеза исследования: кристаллы могут появляться при создании определенных условий; значит, если создать условия кристаллизации и растворить различные вещества, то можно получить кристаллы разной формы и цвета в домашних условиях.
Методы исследования: наблюдение, обобщение, сравнение, эксперимент, анализ, изучение специальной литературы, работа с интернет источниками.
Практическое значение исследования состоит в том, что оно может быть использовано на уроках окружающего мира, во внеклассных мероприятиях, на занятиях кружка.
Мир кристаллов
Многие кристаллы являются продуктами жизнедеятельности организмов. Некоторые виды моллюсков обладают способностью наращивать на инородных телах, попавших в раковину, перламутр. Через 5-10 лет образуется жемчуг. Кристаллами также являются алмазы, рубины, сапфиры и другие драгоценные камни. Они широко применяются в науке, промышленности, оптике, электронике.
Кристаллы – это поразительные создания природы. Нас восхищают их яркие цвета и прозрачность, ровные, гладкие грани и, самое главное, правильная форма. Кристаллы выглядят таким образом, словно их кто-то специально вырезал, отшлифовал и раскрасил.
Все видели кристаллы воды - лёд. Узоры на окнах зимой – это тоже кристаллы воды. Множество разных веществ образуют кристаллы: металлы, драгоценные камни, и, как оказалось, даже соль и сахар. По данным энциклопедии, кристалл - это твердое тело. Он имеет определенную форму и определенное количество граней. Все кристаллы одного вещества имеют одинаковую форму, хоть и могут отличаться размерами. Многие из них можно увидеть только в микроскоп. Но встречаются и гигантские кристаллы, массой в несколько тонн.
В природе существуют сотни веществ, образующих кристаллы. Вода – одно из самых распространенных из них. Замерзающая вода превращается в кристаллы льда или снежинки (рис. 1).
Рисунок 1 – Разнообразие снежинок.
Кристаллики растут, присоединяя частицы вещества из жидкости или пара. В результате, при росте кристаллов, на их поверхности самопроизвольно возникают плоские грани, а сами кристаллы принимают разнообразную геометрическую форму. Кристаллы бывают естественного происхождения и искусственного, выращенные в специально-созданных условиях. Люди научились выращивать искусственные кристаллы — рубины. Используют их для изготовления ювелирных украшений и в часовых механизмах. Выращивают и самые твердые на свете кристаллы — алмазы. Да и каждый человек, при желании может легко вырастить кристаллы у себя дома. Но для того, чтобы результат получился действительно красивым необходимо аккуратно выполнять все действия.
Рисунок 2 – Друза (сростки кристаллов) горного хрусталя.
Минеральные кристаллы образуются в ходе определенных породообразующих процессов. Огромные количества горячих и расплавленных горных пород глубоко под землей в действительности представляют из себя растворы минералов. Когда массы этих жидких или расплавленных горных пород выталкиваются к поверхности земли, они начинают остывать. Охлаждаются они очень медленно. Минералы 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.
Природа продолжает преподносить нам сюрпризы, создавая все новые чудеса. Совсем недавно, в 2000 году, в мексиканской пустыне Чихуахуа была открыта необычная пещера, где находятся самые большие природные кристаллы, которые когда-либо создавала природа (рис.3). Мегакристаллы были сформированы гидротермальными жидкостями, исходящими от пещер, расположенных ниже.
Рисунок 3 – Пещера мегакристаллов
Кристаллы имеют свои свойства и особенности, которые изложены в науке кристаллохимии. Кристаллохимия имеет важное практическое значение. С её помощью получены высокотемпературная сверхпроводящая керамика, твёрдые электролиты и многие другие материалы. Её теоретические выводы оказали влияние на развитие химии и физики твёрдого тела, геохимии, минералогии и материаловедения. Многие физические и химические свойства кристаллов зависят от наличия в их структуре дефектов (примесей, дислокаций), вызванных условиями роста кристаллов (среда, температура, давление) в природе, лаборатории, промышленных установках. Дефекты могут улучшать качество материала. Но иногда они просто необходимы. Так, в начале 1960-ых. годов, с целью получения одного кристалла, специально добавляли в другой примеси. В зависимости от строения, кристаллы делятся на ионные, ковалентные, молекулярные и металлические. Нам удаётся выращивать кристаллы благодаря кристаллизации - процессу образования кристаллов из паров, растворов, расплавов. Кристаллизация начинается при достижении некоторого предельного условия, например, переохлаждения жидкости или перенасыщения пара, когда практически мгновенно возникает множество мелких кристалликов - центров кристаллизации. Кристаллики растут, присоединяя атомы или молекулы из жидкости или пара. Рост граней кристалла происходит послойно, края незавершенных атомных слоев при росте движутся вдоль грани. Зависимость скорости роста от условий кристаллизации приводит к разнообразию форм и структуры кристаллов.
Чтобы вырастить красивые красные кристаллы меди (рис. 4) нужно как то замедлить реакцию, чтобы атомы меди достраивали уже образовавшиеся кристаллы. Замедлить реакцию можно так: положить на дно сосуда немного медного купороса и засыпать его мелкой поваренной солью – она и будет затормаживать процесс. Затем прикрыть соль кружком, вырезанным из фильтрованной бумаги так, чтобы кружок касался стенок сосуда. А положить железный кружок немного поменьше (кружок заранее протереть наждачной бумагой и вымыть). Налить в сосуд насыщенный раствор поваренной соли, чтобы он закрыл железный кружок. Через несколько дней вы обнаружите красные кристаллы меди.
Рисунок 4 – Кристаллы меди
Обобщая теоретические знания я узнала, что наука кристаллохимия занимается изучением кристаллов и кристаллического состояния минералов. А выращивать кристаллы нам удаётся благодаря процессу кристаллизации.
4. Выращивание кристаллов в домашних условиях
Кристаллы, как особые структуры, требуют некоторых правил в процессе их выращивания. Банки, в которых растут кристаллы, необходимо держать в укромном месте, подальше от сквозняков. Не любят растущие кристаллы и жары, лучше растут в прохладном, защищённом от солнечных лучей, месте. Выращенные кристаллы необходимо промывать водой и просушивать кусочком чистой мягкой ткани. После чего кристалл покрывают бесцветным лаком, чтобы предохранить его, в дальнейшем, от разрушения. Существуют разные способы выращивания. Можно вырастить кристалл из сахара, из медного купороса, из соли. Возможны разнообразные способы выращивания. Один из способов выращивания кристалла на бисеринке. Возможно вырастить кристалл, поместив болт в раствор медного купороса. Можно поместить нитку с бисеринкой и вырастить кристалл причудливой формы. Медный купорос - пятиводный сульфат меди, в древности его называли витриолом (от латинского слова vitrium-стекло), так как крупные кристаллы напоминают цветное синее стекло. Медный купорос применяют в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями и болезнями растений, также используют в качестве органических красителей и минеральных красок. Все кристаллические соединения можно разделить на монокристаллические и поликристаллические. Монокристалл представляет собой монолит с единой ненарушенной кристаллической решеткой (рис. 5). Природные монокристаллы больших размеров встречаются очень редко. Большинство кристаллических тел являются поликристаллическими (рис. 6), то есть состоят из множества мелких кристалликов, иногда видных только при увеличении. Кристаллизацию можно вести разными способами. Один из них – охлаждение насыщенного горячего раствора. При каждой температуре в данном количестве растворителя (например, в воде) может раствориться не более определенного количества вещества. Такой раствор называется насыщенным. Будем теперь охлаждать раствор. С понижением температуры растворимость большинства веществ уменьшается. Если охлаждение вести быстро, избыток вещество просто выпадет в осадок. Если этот осадок высушить и рассмотреть в сильную лупу, то можно увидеть множество мелких кристалликов. Метод выращивания кристаллов путем постепенного охлаждения насыщенного раствора неприменим к веществам, растворимость которых мало зависит от температуры. К таким веществам относятся, например, хлориды натрия и алюминия, ацетат кальция.
Рисунок 5 – Монокристаллы Рисунок 6 - Поликристалл
В Интернете можно найти много инструкций по поводу того, как выращивать кристаллы из различных химических веществ. Я решила проверить все самостоятельно, и в качестве основы взяли обычную поваренную соль и сахар, которые можно найти на любой кухне, а так же медный купорос, использующийся в садоводстве.
Проанализировав текстовый материал и определив методы исследования, я, при помощи мамы, провела экспериментальную работу по выращиванию кристаллов в домашних условиях. За основу нами был взят метод охлаждения насыщенного горячего раствора и использования затравки.
5.1 Опыт №1 Выращивание кристаллов из поваренной соли
Берём соль, разводим раствор в ёмкости и ставим её в кастрюлю с тёплой водой, пока не раствориться (Приложение 2). Добавляем ещё соль и снова перемешиваем. Повторяем этот этап до тех пор, пока соль не будет растворяться, и станет оседать на дно стакана. Мы получили насыщенный раствор соли. Переливаем его, процеживая в чистую ёмкость. Выбираем затравку - любой понравившийся более крупный кристаллик поваренной соли, привязываем за нитку и подвешиваем, чтобы он не касался стенок стакана. Уже через пару дней можно заметить значительный для кристаллика рост (рис. 7). С каждым днём он будет увеличиваться.
Рисунок 7 – Кристаллы соли
Результат:я получила кристалл поваренной соли (Приложение 2).
Поваренная соль состоит из кристаллов.
При соприкосновении кристаллов соли с водой, они растворяются.
Быстрее всего кристаллы соли могут образовываться в насыщенном растворе поваренной соли.
По мере того как вода испаряется, соль снова образует кристаллы.
В домашних условиях можно вырастить кристаллы при необходимых условиях: наличие насыщенного солевого раствора и затравки.
5.2 Опыт №2 Выращивание кристаллов из сахара
В воду всыпаем 2 столовые ложки сахара и хорошо перемешиваем, если сахар полностью растворился, добавляем еще немного (Приложение 3). Когда на дне стакана останется нерастворимый осадок, значит раствор готов. Теперь небольшое количество сахара рассыпаем на бумажке, и, обмакнув палочку в сироп, обваляем ее в сахаре. Заготовив несколько таких палочек, оставляем их до полного высыхания. Затем берем кастрюлю, выливаем в нее 2 стакана воды и 2,5 стакана сахара. Ставим на средний огонь и, помешивая, растворяем весь сахар, потом в получившийся сироп высыпаем оставшиеся 2,5 стакана сахара и варим до полного растворения. Выключаем огонь и оставляем сироп на плите минут на 15. Затем разливаем горячий сироп по прозрачным стаканам. Важно, чтобы сироп не успел остыть, иначе кристаллы не будут расти. Чтобы получить цветные кристаллы можно капнуть немного пищевого красителя. Опускаем наши заготовки. Через пару дней начнут расти кристаллы. Ждем еще несколько дней и любуемся получившимися кристаллами (рис. 8).
Результат:я получила цветные кристаллы сахара (Приложение 3).
Сахар состоит из кристаллов.
При соприкосновении кристаллов сахара с водой, они растворяются.
По мере того как вода испаряется, сахар снова образует кристаллы.
Рисунок 8 – Кристаллы сахара
5.3 Опыт№3 Выращивание кристаллов из медного купороса
Берем банку с водой, добавляем медный купорос, тщательно перемешиваем до тех пор, пока он будет растворяться (Приложение 4). Ёмкость с водой лучше всего постепенно подогревать для более быстрого растворения химиката. В процессе вода начнет менять цвет – от голубого до тёмно синего. Оставляем раствор на сутки. Через сутки на дне банки образуются кристаллики (затравки). Процеживаем раствор и выбираем понравившийся кристаллик. После этого в стеклянную банку с раствором опускаем привязанную за нить затравку. И уже через пару дней мы видим, что на ниточку наросло множество маленьких кристалликов синего цвета, а сам кристалл увеличился в размерах (рис. 9). Продолжаем выращивание до тех пор, пока вода не станет светлого цвета, а кристаллы не перестанут расти.
Результат:я получила кристалл медного купороса (Приложение 4).
Медный купорос также состоит из кристаллов.
При соприкосновении кристаллов с водой, они растворяются.
Быстрее всего кристаллы медного купороса образуются в насыщенном растворе.
По мере того как вода испаряется, медный купорос снова образует кристаллы.
Рисунок 9 – Кристаллы медного купороса
При выращивании всех кристаллов необходимо следить за тем, чтобы пыль не попадала в раствор. Для этого сверху банки закрываем картонками либо дисками с отверстием в середине, для пронизывания через него нити с затравкой кристаллов. Сама же нить привязывается к палочке или карандашу. По мере роста необходимо следить, чтобы кристаллы не задевали дна и стенок сосудов и по необходимости поправлять.
Все выращенные кристаллы небольшой формы можно использовать в качестве украшения, например, рамки для фотографий или других предметов. Кристаллы большой формы можно использовать для красоты интерьера. Кристаллы сахара на палочках можно использовать при чаепитии (размешивать ими чай или кофе). Полочки с кристаллами сахара продаются в фирменных чайных магазинах, в качестве украшения.
Общий вывод:
при благоприятных условиях поваренная соль, сахар, медный купорос принимают форму кристаллов;
на форму кристаллов оказывает влияние температура;
кристаллы различных веществ имеют различные свойства (одни кристаллы окрашиваются, другие – бесцветны; одни кристаллы растут хорошо, другие – плохо) и разную форму.
Выращивание кристаллов – очень интересный и увлекательный процесс. Кристаллы капризны, требуют бережного к ним отношения, соблюдения рецепта и температуры раствора при погружении кристалла для дальнейшего роста. В противном случае, кристалл, который долго и терпеливо выращивали, может за несколько минут исчезнуть у нас на глазах! Но, зато, если уж всё выполнено верно, терпеливо и бережно, выращенный кристалл порадует вас своей красотой, необычной формой, цветом и размером!
В результате проведенных исследований гипотеза полностью подтверждается: нам удалось вырастить кристаллы поваренной соли, сахара и медного купороса в домашних условиях.
В процессе работы я узнала много интересных фактов из жизни кристаллов (Приложение 5).
По итогам выполнения исследовательской работы мною получены следующие выводы:
при благоприятных условиях некоторые твердые тела принимают форму кристаллов;
кристаллы растут из растворов, когда испаряется вода;
кристаллы различных веществ имеют разную форму;
на форму кристаллов соли оказывает влияние температура (изменяется форма кристаллов и число граней кристаллов);
кристаллы различных веществ имеют различные свойства.
Тема кристаллов настолько обширна и разнообразна, что в рамках данной работы невозможно осветить все ее аспекты. Я планирую в дальнейшем продолжить изучение увлекательного процесса роста кристаллов.
Список используемых источников и литературы
Интернет-ресурсы:
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Выращивание кристаллов из фосфата моноаммония
Всё готово, пора приступать)))
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Выращивание кристаллов из поваренной соли
кристалл соли через 2 дня кристалл соли через неделю
кристаллы соли через две недели
Кристаллы соли через 4 недели
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Выращивание кристаллов из сахара
Для получения красочных кристаллов добавляем в раствор пищевые красители разных цветов
Кристаллы сахара росли полторы недели
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Выращивание кристаллов из медного купороса
Вид кристаллов через неделю (примерно 2 см)
Кристаллы медного купороса через четыре недели (3,5 см.)
Моя помощница!
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Интересные факты о кристаллах.
Читайте также: