Brak komentarzy. Zostaw komentarz. Kryształy naturalne – odmiany, właściwości, ekstrakcja i zastosowanie

Brak komentarzy. Zostaw komentarz. Kryształy naturalne – odmiany, właściwości, ekstrakcja i zastosowanie

Wyślij swoją dobrą pracę do bazy wiedzy jest prosta. Skorzystaj z poniższego formularza

Dobra robota do serwisu">

Studenci, doktoranci, młodzi naukowcy, którzy wykorzystują bazę wiedzy w swoich studiach i pracy, będą Państwu bardzo wdzięczni.

Opublikowano na http://www.allbest.ru/

Są pospolitewłaściwości kryształów

Wstęp

Kryształy to substancje stałe, które mają naturalny charakter forma zewnętrzna regularne symetryczne wielościany oparte na ich wewnętrznej strukturze, to znaczy na jednym z kilku określonych regularnych układów cząstek tworzących substancję.

Fizyka ciała stałego opiera się na koncepcji krystaliczności materii. Wszystkie teorie właściwości fizyczne ciała krystaliczne opierają się na idei doskonałej okresowości sieci krystalicznych. Wykorzystując tę ​​ideę oraz wynikające z niej koncepcje dotyczące symetrii i anizotropii kryształów, fizycy opracowali teorię struktury elektronowej ciał stałych. Teoria ta pozwala na ścisłą klasyfikację ciał stałych, określenie ich rodzaju i właściwości makroskopowych. Pozwala jednak klasyfikować jedynie znane, zbadane substancje, a nie pozwala z góry określić składu i struktury nowych substancji złożonych, które miałyby dany zestaw właściwości. Ten ostatni problem jest szczególnie ważny w praktyce, gdyż jego rozwiązanie umożliwiłoby stworzenie materiałów „szytych na miarę” dla każdego konkretnego przypadku. W odpowiednich warunkach zewnętrznych o właściwościach substancji krystalicznych decyduje ich skład chemiczny i rodzaj sieci krystalicznej. Badanie zależności właściwości substancji od jej składu chemicznego i struktury krystalicznej zwykle dzieli się na następujące odrębne etapy 1) badanie ogólne kryształy i stan krystaliczny substancje 2) konstrukcja teorii wiązań chemicznych i jej zastosowanie w badaniach różne zajęcia substancje krystaliczne 3) badanie ogólnych wzorców zmian struktury substancji krystalicznych przy zmianie ich składu chemicznego 4) ustalenie reguł umożliwiających z góry określenie składu chemicznego i struktury substancji o określonym zestawie właściwości fizycznych.

Podstawowywłaściwości kryształów- anizotropia, jednorodność, zdolność do samozapłonu i obecność stałej temperatury topnienia.

1. Anizotropia

samozapłon anizotropowy kryształów

Anizotropia - wyraża się w tym, że właściwości fizyczne kryształów nie są takie same różne kierunki. Do wielkości fizycznych zaliczają się następujące parametry: wytrzymałość, twardość, przewodność cieplna, prędkość światła, przewodność elektryczna. Typowym przykładem substancji o wyraźnej anizotropii jest mika. Płytki z miki krystalicznej można łatwo rozszczepić jedynie wzdłuż płaszczyzn. W kierunkach poprzecznych znacznie trudniej jest rozłupać płyty tego minerału.

Przykładem anizotropii jest kryształ distenu mineralnego. W kierunku wzdłużnym disten ma twardość 4,5, w kierunku poprzecznym - 6. Disten mineralny (Al 2 O), charakteryzuje się znacznie różną twardością w nierównych kierunkach. Wzdłuż przedłużenia kryształki distenu łatwo zarysowują się ostrzem noża, w kierunku prostopadłym do przedłużenia nóż nie pozostawia śladów.

Ryż. 1 kryształ dytenu

Kordieryt mineralny (Mg 2 Al 3). Minerał, glinokrzemian magnezu i żelaza. Kryształ kordierytu pojawia się w różnych kolorach w trzech różnych kierunkach. Jeśli wytniesz sześcian z krawędziami z takiego kryształu, zauważysz, co następuje. Prostopadle do tych kierunków, następnie po przekątnej sześcianu (od góry do góry występuje kolor szarawo-niebieski, w kierunku pionowym - kolor indygo-niebieski, a w kierunku w poprzek sześcianu - żółty.

Ryż. 2 Kostka wycięta z kordierytu.

Kryształ soli kuchennej w kształcie sześcianu. Z takiego kryształu można wycinać pręty w różnych kierunkach. Trzy z nich są prostopadłe do ścian sześcianu, równolegle do przekątnej

Każdy z przykładów jest wyjątkowy w swojej specyfice. Jednak dzięki dokładnym badaniom naukowcy doszli do wniosku, że wszystkie kryształy są w taki czy inny sposób anizotropowe. Ponadto stałe formacje amorficzne mogą być jednorodne, a nawet anizotropowe (na przykład anizotropię można zaobserwować podczas rozciągania lub ściskania szkła), ale ciała amorficzne w żadnym wypadku nie mogą same w sobie przybrać wieloaspektowej formy.

Ryż. 3 Wykrywanie anizotropii przewodnictwa cieplnego na kwarcu (a) i jej braku na szkle (b)

Jako przykład (ryc. 1) anizotropowych właściwości substancji krystalicznych należy przede wszystkim wspomnieć o anizotropii mechanicznej, na którą składają się następujące elementy. Wszystkie substancje krystaliczne nie rozdzielają się równomiernie w różnych kierunkach (mika, gips, grafit itp.). Substancje amorficzne rozkładają się równomiernie we wszystkich kierunkach, ponieważ amorfizm charakteryzuje się izotropią (równoważnością) - właściwości fizyczne manifestują się jednakowo we wszystkich kierunkach.

Anizotropię przewodności cieplnej można łatwo zaobserwować w następującym prostym doświadczeniu. Nałóż warstwę kolorowego wosku na powierzchnię kryształu kwarcu i przyłóż igłę podgrzaną na lampie alkoholowej do środka twarzy. Powstały okrąg roztopionego wosku wokół igły przybierze kształt elipsy na krawędzi pryzmatu lub kształt nieregularnego trójkąta na jednej ze ścian kryształowej główki. W przypadku substancji izotropowej, na przykład szkła, stopiony wosk będzie zawsze miał kształt regularnego koła.

Anizotropia objawia się również tym, że gdy dowolny rozpuszczalnik oddziałuje z kryształem, prędkość reakcje chemiczne różne w różnych kierunkach. W rezultacie każdy kryształ po rozpuszczeniu ostatecznie uzyskuje swój własny charakterystyczny kształt.

Ostatecznie przyczyną anizotropii kryształów jest to, że przy uporządkowanym układzie jonów, cząsteczek lub atomów działają siły interakcji między nimi i odległości międzyatomowe (a także pewne wielkości niezwiązane z nimi bezpośrednio, na przykład przewodność elektryczna lub polaryzowalność) okazują się nierówne w różnych kierunkach. Przyczyną anizotropii kryształu molekularnego może być także asymetria jego cząsteczek; chciałbym zauważyć, że wszystkie aminokwasy, z wyjątkiem najprostszego - glicyny, są asymetryczne.

Każda cząstka kryształu ma ściśle określony skład chemiczny. Ta właściwość substancji krystalicznych służy do otrzymywania substancji czystych chemicznie. Na przykład podczas zamrażania woda morska staje się świeży i zdatny do picia. Teraz zgadnij, czy lód morski jest świeży czy słony?

2. Jednolitość

Jednorodność wyraża się w tym, że dowolne elementarne objętości substancji krystalicznej, identycznie zorientowane w przestrzeni, są absolutnie identyczne we wszystkich swoich właściwościach: mają ten sam kolor, masę, twardość itp. Zatem każdy kryształ jest ciałem jednorodnym, ale jednocześnie anizotropowym. Ciało uważa się za jednorodne, jeśli w skończonych odległościach od któregokolwiek z jego punktów znajdują się inne, równoważne mu nie tylko fizycznie, ale także geometrycznie. Innymi słowy, znajdują się one w tym samym środowisku, co pierwotne, ponieważ rozmieszczenie cząstek materialnych w przestrzeni krystalicznej jest „kontrolowane” przez sieć przestrzenną, możemy założyć, że ściana kryształu jest zmaterializowaną płaską siecią węzłową, a krawędź jest zmaterializowanym rzędem węzłowym. Z reguły dobrze rozwinięte ściany kryształów wyznaczają sieci węzłowe o największej gęstości węzłów. Punkt, w którym spotykają się trzy lub więcej ścian, nazywany jest wierzchołkiem kryształu.

Jednorodność jest nieodłączną cechą nie tylko ciał krystalicznych. Stałe formacje amorficzne mogą być również jednorodne. Ale ciała amorficzne same w sobie nie mogą przybrać wieloaspektowego kształtu.

Trwają prace rozwojowe, które mogą zwiększyć współczynnik jednorodności kryształów.

Wynalazek ten został opatentowany przez naszych rosyjskich naukowców. Wynalazek dotyczy przemysłu cukrowniczego, w szczególności produkcji masakry. Wynalazek zapewnia zwiększenie współczynnika jednorodności kryształów w masce, a także pomaga zwiększyć szybkość wzrostu kryształów w końcowej fazie wzrostu dzięki stopniowemu wzrostowi współczynnika przesycenia.

Niedogodności znana metoda są niski współczynnik jednorodności kryształów w masakrze pierwszej krystalizacji, znaczny czas otrzymywania masakry.

Technicznym rezultatem wynalazku jest zwiększenie współczynnika jednorodności kryształów w masakrze pierwszej krystalizacji i intensyfikacja procesu otrzymywania masakry.

3. Zdolność do samoograniczenia

Zdolność do samonacinania wyraża się w tym, że dowolny fragment lub kula wycięta z kryształu w środowisku odpowiednim dla jego wzrostu w czasie zostaje pokryta krawędziami charakterystycznymi dla danego kryształu. Cecha ta jest związana ze strukturą kryształu. Na przykład szklana kula nie ma takiej funkcji.

DO właściwości mechaniczne kryształy obejmują właściwości związane z takimi oddziaływaniami mechanicznymi na nie jak uderzenie, ściskanie, rozciąganie itp. (rozszczepienie, odkształcenie plastyczne, pękanie, twardość, kruchość).

Możliwość samoograniczenia, tj. w pewnych warunkach przybierają naturalny, wieloaspektowy kształt. Świadczy to również o jego prawidłowej budowie wewnętrznej. Ta właściwość odróżnia substancję krystaliczną od amorficznej. Ilustruje to przykład. Dwie kule wyrzeźbione z kwarcu i szkła zanurza się w roztworze krzemionki. W rezultacie kula kwarcowa zostanie pokryta krawędziami, ale szklana pozostanie okrągła.

Kryształy tego samego minerału mogą mieć różne kształty, wielkość i liczba ścian, ale kąty między odpowiednimi ścianami będą zawsze stałe (ryc. 4 a-d) - takie jest prawo stałości kątów faset w kryształach. W tym przypadku rozmiar i kształt ścian różnych kryształów tej samej substancji, odległość między nimi, a nawet ich liczba może się zmieniać, ale kąty między odpowiednimi ścianami we wszystkich kryształach tej samej substancji pozostają stałe w tych samych warunkach ciśnienia i temperatury. Kąty między ścianami kryształu mierzy się za pomocą goniometru (kątomierza). Prawo stałości kątów fasetowych tłumaczy się faktem, że wszystkie kryształy jednej substancji mają identyczną strukturę wewnętrzną, tj. mają tę samą strukturę.

Zgodnie z tym prawem kryształy określonej substancji charakteryzują się określonymi kątami. Dlatego mierząc kąty, można udowodnić, że badany kryształ należy do określonej substancji.

Idealnie uformowane kryształy wykazują symetrię, która jest niezwykle rzadka w kryształach naturalnych ze względu na szybki wzrost ścian (ryc. 4e).

Ryż. IV zasada stałości kątów fasetowych w kryształach (a-d) i wzrost ścian wiodących 1,3 i 5 kryształu rosnącego na ściance wnęki kryształu (e)

Rozszczepienie to właściwość kryształów polegająca na rozszczepianiu się lub rozszczepianiu wzdłuż określonych kierunków krystalograficznych, w wyniku czego powstają nawet gładkie płaszczyzny, zwane płaszczyznami rozszczepienia.

Płaszczyzny rozszczepienia są zorientowane równolegle do rzeczywistych lub możliwych ścian kryształu. Właściwość ta całkowicie zależy od wewnętrznej struktury minerałów i objawia się w tych kierunkach, w których siły adhezji pomiędzy cząstkami materiału sieci krystalicznych są najmniejsze.

W zależności od stopnia doskonałości można wyróżnić kilka rodzajów dekoltu:

Bardzo doskonały - minerał łatwo rozdziela się na osobne cienkie płytki lub liście; bardzo trudno jest go rozłupać w innym kierunku (mika, gips, talk, chloryt).

Ryż. 5 Chloryny (Mg, Fe) 3 (Si, Al) 4 O 10 (OH) 2 (Mg, Fe) 3 (OH) 6)

Idealny - minerał stosunkowo łatwo pęka, głównie wzdłuż płaszczyzn łupania, a rozbite kawałki często przypominają pojedyncze kryształy (kalcyt, galena, halit, fluoryt).

Ryż. 6 Kalcyt

Średni - podczas rozszczepiania powstają obie płaszczyzny łupania i nierówne pęknięcia w przypadkowych kierunkach (pirokseny, skalenie).

Ryż. 7 Skaleń ((K, Na, Ca, czasami Ba) (Al 2 Si 2 lub AlSi 3 ) O 8))

Niedoskonały - minerały rozszczepiające się w dowolnych kierunkach z utworzeniem nierównych powierzchni pęknięć; poszczególne płaszczyzny łupania są trudne do wykrycia (siarka rodzima, piryt, apatyt, oliwin).

Ryż. 8 kryształów apatytu (Ca 5 3 (F, Cl, OH))

W niektórych minerałach tylko po pęknięciu nierówne powierzchnie, w tym przypadku mówią o bardzo niedoskonałym łupaniu lub jego braku (kwarc).

Ryż. 9 Kwarc (SiO 2)

Dekolt może pojawić się w jednym, dwóch, trzech, a rzadko w większej liczbie kierunków. Aby scharakteryzować go bardziej szczegółowo, należy wskazać kierunek, w którym przebiega rozszczepienie, np. wzdłuż romboedru – w kalcycie, wzdłuż sześcianu – w halicie i galenie, wzdłuż ośmiościanu – we fluorycie.

Płaszczyzny łupania należy odróżnić od ścian kryształu: Płaszczyzna z reguły ma silniejszy połysk, tworzy szereg płaszczyzn równoległych do siebie i w przeciwieństwie do ścian kryształu, na których nie możemy zaobserwować cieniowania.

Zatem rozszczepienie można prześledzić w jednym (mika), dwóch (skalenie), trzech (kalcyt, halit), czterech (fluoryt) i sześciu (sfaleryt) kierunkach. Stopień doskonałości rozszczepienia zależy od struktury sieci krystalicznej każdego minerału, ponieważ pękanie wzdłuż niektórych płaszczyzn (sieci płaskich) tej sieci z powodu słabszych wiązań następuje znacznie łatwiej niż w innych kierunkach. W przypadku jednakowych sił adhezji pomiędzy cząstkami kryształu nie dochodzi do rozszczepienia (kwarc).

Pęknięcie - zdolność minerałów do rozszczepiania się nie wzdłuż płaszczyzn łupania, ale wzdłuż złożonej nierównej powierzchni

Odrębność to właściwość niektórych minerałów polegająca na rozszczepianiu się wraz z utworzeniem równoległych, chociaż najczęściej nie do końca równych płaszczyzn, nie zdeterminowanych strukturą sieci krystalicznej, co czasami mylone jest z rozszczepieniem. W przeciwieństwie do łupliwości, odrębność jest właściwością tylko niektórych pojedynczych okazów danego minerału, a nie typ mineralny ogólnie. Główna różnica między separacją a rozszczepieniem polega na tym, że powstałych wiórów nie można dalej dzielić na mniejsze fragmenty, nawet z równoległymi wiórami.

Symetria- najbardziej ogólny wzór związany ze strukturą i właściwościami substancji krystalicznej. Jest to jedno z uogólniających, podstawowych pojęć fizyki i nauk przyrodniczych w ogóle. „Symetria to właściwość figur geometrycznych polegająca na powtarzaniu swoich części lub, ściślej mówiąc, ich właściwości w różnych pozycjach, aby zrównały się z pozycją pierwotną”. Dla ułatwienia badań stosuje się modele kryształów, które oddają kształty idealnych kryształów. Aby opisać symetrię kryształów, konieczne jest określenie elementów symetrii. Zatem obiekt symetryczny to taki, który można połączyć ze sobą poprzez pewne przekształcenia: obroty i/lub odbicia (rysunek 10).

1. Płaszczyzna symetrii to wyimaginowana płaszczyzna, która dzieli kryształ na dwie równe części, przy czym jedna z nich jest jakby lustrzanym odbiciem drugiej. Kryształ może mieć kilka płaszczyzn symetrii. Płaszczyznę symetrii oznaczono łacińską literą P.

2. Oś symetrii to linia, wokół której kryształ po obróceniu o 360° powtarza swoje początkowe położenie w przestrzeni n-tą liczbę razy. Oznaczone literą L. n - określa rząd osi symetrii, który w przyrodzie może być tylko 2., 3., 4. i 6. rzędu, tj. L2, L3, L4 i L6. W kryształach nie ma osi piątego lub wyższego rzędu, a osie pierwszego rzędu nie są brane pod uwagę.

3. Środek symetrii – wyimaginowany punkt znajdujący się wewnątrz kryształu, w którym linie łączące odpowiednie punkty na powierzchni kryształu przecinają się i przecinają na pół1. Środek symetrii jest oznaczony literą C.

Cała różnorodność form krystalicznych występujących w przyrodzie jest połączona w siedem systemów (systemów): 1) sześcienny; 2) sześciokątny; 3) tetragonalny (kwadratowy); 4) trygonalny; 5) rombowy; 6) jednoskośny i 7) trójskośny.

4. Stała temperatura topnienia

Topnienie to przejście substancji ze stanu stałego w stan ciekły.

Wyraża się to w tym, że gdy ciało krystaliczne jest podgrzewane, temperatura wzrasta do pewnej granicy; przy dalszym ogrzewaniu substancja zaczyna się topić, a temperatura pozostaje stała przez pewien czas, ponieważ wszystko nadchodzi upał zniszczyć sieć krystaliczną. Uważa się, że przyczyną tego zjawiska jest to, że główna część energii cieplnej dostarczanej do ciała stałego jest przeznaczana na redukcję wiązań pomiędzy cząsteczkami substancji, tj. zniszczyć sieć krystaliczną. Jednocześnie wzrasta energia oddziaływania między cząsteczkami. Stopiona substancja ma dużą rezerwę energia wewnętrzna niż w stanie stałym. Pozostała część ciepła topnienia jest zużywana na wykonanie pracy polegającej na zmianie objętości ciała podczas jego topienia. Temperaturę, w której rozpoczyna się topienie, nazywa się temperaturą topnienia.

Podczas topienia objętość większości ciał krystalicznych wzrasta (o 3-6%), a podczas krzepnięcia maleje. Ale są substancje, których objętość zmniejsza się po stopieniu, a po zestaleniu zwiększa się.

Należą do nich na przykład woda i żeliwo, krzem i kilka innych. Dlatego lód unosi się na powierzchni wody, a stałe żeliwo unosi się we własnym stopieniu.

Substancje amorficzne w odróżnieniu od krystalicznych nie mają ściśle określonej temperatury topnienia (bursztyn, żywica, szkło).

Ryż. 12 Bursztyn

Ilość ciepła potrzebna do stopienia substancji jest równa iloczynowi ciepła właściwego topnienia i masy substancji.

Ciepło właściwe topnienia pokazuje, ile ciepła potrzeba całkowita transformacja 1 kg substancji ze stanu stałego do ciekłego, wzięty przy szybkości topnienia.

Jednostką ciepła właściwego topnienia w układzie SI jest 1J/kg.

Podczas procesu topienia temperatura kryształu pozostaje stała. Temperatura ta nazywana jest temperaturą topnienia. Każda substancja ma swoją własną temperaturę topnienia.

Temperatura topnienia danej substancji zależy od ciśnienia atmosferycznego.

W ciałach krystalicznych w temperaturze topnienia substancję można obserwować jednocześnie w stanie stałym i ciekłym. Na krzywych chłodzenia (lub ogrzewania) substancji krystalicznych i amorficznych widać, że w pierwszym przypadku występują dwa ostre przegięcia, odpowiadające początkowi i końcowi krystalizacji; w przypadku chłodzenia substancji amorficznej mamy gładką krzywą. Dzięki tej cesze łatwo jest odróżnić substancje krystaliczne od amorficznych.

Bibliografia

1. Poradnik chemika 21 „CHEMIA I TECHNOLOGIA CHEMICZNA” strona 10 (http://chem21.info/info/1737099/)

2. Podręcznik geologii (http://www.geolib.net/crystallography/vazhneyshie-svoystva-kristallov.html)

3. „Uralski Uniwersytet Federalny nazwany na cześć pierwszego prezydenta Rosji B.N. Jelcyn”, sekcja Krystalografia geometryczna (http://media.ls.urfu.ru/154/489/1317/)

4. Rozdział 1. Krystalografia z podstawami chemii krystalicznej i mineralogii (http://kafgeo.igpu.ru/web-text-books/geology/r1-1.htm)

5. Wniosek: 2008147470/13, 12.01.2008; IPC C13F1/02 (01.2006) C13F1/00 (01.2006). Właściciel(-e) patentu: Państwowa instytucja edukacyjna szkolnictwa wyższego kształcenie zawodowe Państwowa Akademia Technologiczna w Woroneżu (RU) (http://bd.patent.su/2371000-2371999/pat/servl/servlet939d.html)

6. Stan Tuła Uniwersytet Pedagogiczny nazwany na cześć L.N. Wydział Ekologii Tołstoja Golynskaya F.A. „Pojęcie minerałów jako substancji krystalicznych” (http://tsput.ru/res/geogr/geology/lec2.html)

7. Kurs komputerowy „Geologia ogólna” Kurs wykładowy. Wykład 3 (http://igd.sfu-kras.ru/sites/igd.institute.sfu-kras.ru/files/kurs-geologia/%D0% BB % D0% B5% D0% BA % D1% 86% D0% B8% D0% B8/%D0% BB % D0% B5% D0% BA % D1% 86% D0% B8% D1% 8F_3.htm)

8. Zajęcia z fizyki (http://class-fizika.narod.ru/8_11.htm)

Podobne dokumenty

    Stany krystaliczne i amorficzne ciał stałych, przyczyny defektów punktowych i liniowych. Zarodkowanie i wzrost kryształów. Sztuczna produkcja kamieni szlachetnych, solidne rozwiązania i ciekłe kryształy. Właściwości optyczne cholesterycznych ciekłych kryształów.

    streszczenie, dodano 26.04.2010

    Ciekłe kryształy jako stan fazowy, w który w określonych warunkach przekształcają się niektóre substancje, ich podstawowe właściwości fizyczne i czynniki na nie wpływające. Historia badań, rodzaje, zastosowanie ciekłych kryształów w produkcji monitorów.

    test, dodano 12.06.2013

    Cechy i właściwości ciekłokrystalicznego stanu materii. Struktura smektycznych ciekłych kryształów, właściwości ich modyfikacji. Właściwości ferroelektryczne. Badanie struktury helikalnej smektycznego C* metodą dynamiki molekularnej.

    streszczenie, dodano 18.12.2013

    Historia rozwoju koncepcji ciekłych kryształów. Ciekłe kryształy, ich rodzaje i podstawowe właściwości. Aktywność optyczna ciekłych kryształów i ich właściwości strukturalne. Efekt Fredericksa. Zasada fizyczna działania urządzeń LCD. Mikrofon optyczny.

    poradnik, dodano 14.12.2010

    Uwzględnienie historii odkryć i obszarów zastosowań ciekłych kryształów; ich podział na smektyczny, nematyczny i cholesteryczny. Badanie właściwości optycznych, diamagnetycznych, dielektrycznych i akustooptycznych substancji ciekłokrystalicznych.

    praca na kursie, dodano 18.06.2012

    Definicja ciekłych kryształów, ich istota, historia odkrycia, właściwości, cechy, klasyfikacja i obszary zastosowań. Charakterystyka klas termotropowych ciekłych kryształów. Translacyjne stopnie swobody faz kolumnowych lub „nici płynnych”.

    streszczenie, dodano 28.12.2009

    Kryształy to prawdziwe ciała stałe. Termodynamika defektów punktowych w kryształach, ich migracja, źródła i pochłaniacze. Badanie dyslokacji, defektu liniowego w strukturze krystalicznej ciał stałych. Wady dwuwymiarowe i trójwymiarowe. Amorficzne ciała stałe.

    raport, dodano 01.07.2015

    prezentacja, dodano 29.09.2013

    Pojęcie i główne cechy skondensowanego stanu materii, charakterystyczne procesy. Ciała krystaliczne i amorficzne. Istota i cechy anizotropii kryształów. Cechy charakterystyczne polikryształy i polimery. Właściwości termiczne i struktura kryształów.

    przebieg wykładów, dodano 21.02.2009

    Ocena właściwości lepkościowo-temperaturowych (oleje). Zależność temperatury zapłonu od ciśnienia. Dyspersja, aktywność optyczna. Laboratoryjne metody destylacji ropy naftowej i produktów naftowych. Ciepło topnienia i sublimacji. Refrakcja specyficzna i molekularna.

Kryształy i ich właściwości

W zależności od budowy wewnętrznej rozróżnia się ciała stałe krystaliczne i amorficzne.
Krystaliczny nazywane są ciałami stałymi powstałymi z cząstek materialnych prawidłowo rozmieszczonych geometrycznie w przestrzeni – jonów, atomów lub cząsteczek. Ich uporządkowany, regularny układ tworzy w przestrzeni sieć krystaliczną – niekończącą się trójwymiarową formację okresową. Wyróżnia węzły (pojedyncze punkty, środki ciężkości atomów i jonów), rzędy (zbiór węzłów leżących na tej samej prostej) oraz siatki płaskie (płaszczyzny przechodzące przez dowolne trzy węzły). Geometrycznie poprawne kształt kryształu wynika przede wszystkim z ich ściśle naturalnej budowy wewnętrznej. Siatki sieci krystalicznej odpowiadają ścianom prawdziwego kryształu, przecięcia siatek - rzędy - odpowiadają krawędziom kryształów, a przecięcia krawędzi - wierzchołkom kryształów. Większość znanych minerałów i skały w tym kamień Materiały budowlane, są krystalicznymi ciałami stałymi.

Wszystkie kryształy mają wiele cech wspólnych podstawowe właściwości.
Jednorodność struktury- identyczność wzoru względne położenie atomów we wszystkich częściach objętości sieci krystalicznej.
Anizotropia- różnica we właściwościach fizycznych kryształów (przewodność cieplna, twardość, elastyczność i inne) wzdłuż równoległych i nierównoległych kierunków sieci krystalicznej. Właściwości kryształów są takie same w kierunkach równoległych, ale różne w kierunkach nierównoległych.
Zdolność do samozniszczenia, tj. przybierają kształt foremnego wielościanu, gdy kryształy swobodnie rosną.
Symetria- możliwość łączenia kryształu lub jego części z pewnymi przekształceniami symetrycznymi odpowiadającymi symetrii ich sieci przestrzennych.
Amorficzne lub mineraloidy to ciała stałe charakteryzujące się nieuporządkowanym, chaotycznym (jak w cieczy) układem cząstek składowych (atomów, jonów, cząsteczek), na przykład szkła, żywicy, plastiku itp. Substancja amorficzna Charakteryzuje się właściwościami izotropowymi, brakiem wyraźnie określonej temperatury topnienia i naturalnym kształtem geometrycznym.
Badania form krystalicznych minerałów wykazały, że świat kryształów wyróżnia się symetrią, która jest wyraźnie widoczna w geometrycznym kształcie ich fasetowania.
Obiekt uważa się za symetryczny, jeśli można go połączyć ze sobą poprzez pewne przekształcenia: obroty, odbicia w płaszczyźnie lustra, odbicie w środku symetrii. Obrazy geometryczne (płaszczyzny pomocnicze, linie proste, punkty), za pomocą których uzyskuje się wyrównanie, nazywane są elementami symetrii. Należą do nich osie symetrii, płaszczyzny symetrii, środek symetrii (lub środek inwersji).
Nazywa się środek symetrii pojedynczy punkt wewnątrz figury, przez którą dowolna linia prosta spotka się w równej odległości od niej z identycznymi i odwrotnie położonymi częściami figury. Płaszczyzna symetrii to wyimaginowana płaszczyzna, która dzieli figurę na dwie równe części, tak że jedna z nich jest odbicie lustrzane inny. Oś symetrii to wyimaginowana linia prosta, po obróceniu się wokół niej o pewien kąt powtarzają się identyczne części figury.

Minerały charakteryzujące się strukturą krystaliczną mają pewien rodzaj sieci krystalicznej, w której cząsteczki są utrzymywane razem za pomocą wiązań chemicznych. W oparciu o koncepcję elektronów walencyjnych istnieją cztery główne typy wiązań chemicznych:

1) jonowy lub heteropolarny (halit mineralny),

2) kowalencyjny lub homeopolarny (minerał-diament),

3) metal (mineralno-złoto),

4) molekularny lub van der Waalsa. Charakter wiązania wpływa na właściwości substancji krystalicznych (kruchość, twardość, plastyczność, temperatura topnienia itp.). Kryształ może zawierać jeden rodzaj wiązania (struktura homodesmiczna) lub kilka typów (struktura heterodesmiczna).

Kryształy to jeden z najpiękniejszych i najbardziej tajemniczych tworów natury. Trudno teraz nazwać ten odległy rok u początków rozwoju człowieka, kiedy uważne spojrzenie jednego z naszych przodków rozpoznało wśród ziemskich skał małe, błyszczące kamienie, podobne do skomplikowanych figury geometryczne, które wkrótce zaczęły służyć jako cenna biżuteria.

Minie kilka tysięcy lat, a ludzie zorientują się, że wraz z pięknem naturalnych klejnotów w ich życie wkroczyły kryształy

Kryształy można znaleźć wszędzie. Chodzimy po kryształach, budujemy z kryształów, przetwarzamy kryształy, hodujemy kryształy w laboratorium, tworzymy urządzenia, szeroko wykorzystujemy kryształy w nauce i technologii, leczymy kryształami, odnajdujemy je w organizmach żywych, zgłębiamy tajniki budowy kryształów.

Kryształy znalezione na ziemi są nieskończenie różnorodne. Rozmiary naturalnych wielościanów czasami osiągają wysokość człowieka lub więcej. Występują kryształy płatków cieńsze od papieru i warstwy kryształów o grubości kilku metrów. Są kryształy małe, wąskie, ostre jak igły i są kryształy ogromne, jak kolumny. W niektórych rejonach Hiszpanii takie kryształowe kolumny są instalowane w bramach. W muzeum Instytutu Górnictwa w Petersburgu znajduje się kryształ kryształu górskiego (kwarcu) o wysokości ponad metra i wadze ponad tony. Wiele kryształów jest doskonale czystych i przezroczystych jak woda.

Kryształy lodu i śniegu

Zamarzające kryształy wody, czyli lód i śnieg, są znane każdemu. Kryształy te pokrywają rozległe przestrzenie Ziemi przez prawie sześć miesięcy, leżą na szczytach gór i zsuwają się z nich w lodowcach i unoszą się jak góry lodowe w oceanach. Pokrywa lodowa rzeki, masyw lodowca czy góra lodowa to oczywiście nie jeden duży kryształ. Gęsta masa lodu jest zwykle polikrystaliczna, to znaczy składa się z wielu pojedynczych kryształów; Nie zawsze można je rozróżnić, ponieważ są małe i wszystkie urosły razem. Czasami te kryształy można dostrzec w topniejącym lodzie. Każdy pojedynczy kryształ lodu, każdy płatek śniegu jest delikatny i mały. Często mówi się, że śnieg spada jak piórka. Ale nawet to porównanie, można powiedzieć, jest zbyt „ciężkie”: płatek śniegu jest lżejszy niż piórko. Masę jednego grosza stanowi dziesiątki tysięcy płatków śniegu. Jednak połączone w ogromnych ilościach kryształki śniegu mogą zatrzymać pociąg, tworząc sterty śniegu.

Kryształki lodu mogą zniszczyć samolot w ciągu kilku minut. Oblodzenie, straszny wróg samolotów, jest również wynikiem wzrostu kryształów.

Mamy tu do czynienia ze wzrostem kryształów z przechłodzonych par. W górnych warstwach atmosfery para wodna lub kropelki wody mogą być przechowywane przez długi czas w stanie przechłodzonym. Hipotermia w chmurach sięga -30. Ale gdy tylko latający samolot wpadnie w te przechłodzone chmury, rozpoczyna się szybka krystalizacja. Natychmiast samolot pokrywa się stertą szybko rosnących kryształów.

Klejnoty

Od najdawniejszych czasów ludzkiej kultury ludzie cenili piękno kamieni szlachetnych. Diament, rubin, szafir i szmaragd to najdroższe i najbardziej ulubione kamienie. Na kolejnych miejscach znajdują się aleksandryt, topaz, kryształ górski, ametyst, granit, akwamaryn i perydot. Niebiańsko błękitny turkus, delikatne perły i opalizujący opal są niezwykle cenione.

Kamieniom szlachetnym od dawna przypisuje się uzdrawianie i różne nadprzyrodzone właściwości, z którymi wiążą się liczne legendy.

Kamienie szlachetne służyły jako miara bogactwa książąt i cesarzy.

W muzeach Kremla moskiewskiego można podziwiać bogatą kolekcję kamieni szlachetnych, do których kiedyś należały rodzina królewska i mała grupa bogatych ludzi. Wiadomo, że kapelusz księcia Potiomkina - Tauryda był tak wysadzany diamentami i przez to był tak ciężki, że właściciel nie mógł go nosić na głowie; adiutant niósł kapelusz w rękach za księciem.

Wśród skarbów rosyjskiego funduszu diamentowego znajduje się jeden z największych i najpiękniejszych diamentów na świecie „Shah”.

Diament został wysłany przez szacha perskiego carowi Rosji Mikołajowi I jako okup za zabójstwo ambasadora Rosji Aleksandra Siergiejewicza Gribojedowa, autora komedii „Biada dowcipu”.

Nasza ojczyzna jest bogatsza w klejnoty niż jakikolwiek inny kraj na świecie.

Kryształy we wszechświecie

Nie ma ani jednego miejsca na Ziemi, gdzie nie byłoby kryształów. Na innych planetach, na odległych gwiazdach, kryształy nieustannie pojawiają się, rosną i niszczą.

W kosmitach - meteorytach, znajdują się kryształy znane na Ziemi i nie spotykane na Ziemi. W ogromnym meteorycie, który spadł w lutym 1947 r Daleki Wschód odkryto kryształy niklu i żelaza o długości kilku centymetrów, natomiast w warunkach ziemskich naturalne kryształy tego minerału są tak małe, że można je zobaczyć jedynie pod mikroskopem.

2. Struktura i właściwości kryształów

2. 1 Czym są kryształy, formy krystaliczne

Kryształy tworzą się w dość niskich temperaturach, kiedy ruch termiczny tak powoli, aby nie zniszczyć określonej struktury. Cecha charakterystyczna Stan stały substancji to stałość jej kształtu. Oznacza to, że jego cząstki składowe (atomy, jony, cząsteczki) są ze sobą sztywno połączone, a ich ruch termiczny zachodzi w postaci oscylacji wokół stałych punktów, które wyznaczają odległość równowagową pomiędzy cząstkami. Względne położenie punktów równowagi w całej substancji musi zapewniać minimalną energię całego układu, co jest realizowane, gdy mają one określone uporządkowane rozmieszczenie w przestrzeni, czyli w krysztale.

Kryształ według definicji G. Wulfa to bryła ograniczona ze względu na swoje wewnętrzne właściwości przez płaskie powierzchnie – ściany.

W zależności od względnych rozmiarów cząstek tworzących kryształ i rodzaju wiązań chemicznych między nimi, kryształy mają różne kształty, zdeterminowane sposobem połączenia cząstek.

W zależności od kształtu geometrycznego kryształów istnieją następujące układy kryształów:

1. sześcienny (wiele metali, diament, NaCl, KCl).

2. Sześciokątny (H2O, SiO2, NaNO3),

3. Tetragonalny (S).

4. Rombowy (S, KNO3, K2SO4).

5. Jednoskośny (S, KClO3, Na2SO4*10H2O).

6. Trójskośny (K2C2O7, CuSO4*5 H2O).

2.2 Właściwości fizyczne kryształów

Dla kryształu danej klasy można wskazać symetrię jego właściwości. Zatem kryształy sześcienne są izotropowe pod względem przepuszczania światła, przewodności elektrycznej i cieplnej oraz rozszerzalności cieplnej, ale są anizotropowe pod względem właściwości elastycznych i elektrycznych. Najbardziej anizotropowe kryształy układów niskokrystalicznych.

Wszystkie właściwości kryształów są ze sobą powiązane i zdeterminowane budową atomowo-krystaliczną, siłami wiązania między atomami oraz widmami energii elektronów. Niektóre właściwości, na przykład: elektryczne, magnetyczne i optyczne, zależą w istotny sposób od rozkładu elektronów na poziomach energetycznych. Wiele właściwości kryształów zależy w decydujący sposób nie tylko od symetrii, ale także od liczby defektów (wytrzymałość, ciągliwość, kolor i inne właściwości).

Izotropia (z greckiego isos – równy, identyczny i tropos – obrót, kierunek) to niezależność właściwości ośrodka od kierunku.

Anizotropia (z greckiego anisos – nierówny i tropos – kierunek) to zależność właściwości substancji od kierunku.

Kryształy są wypełnione wieloma różnymi defektami. Wady wydają się ożywiać kryształ. Dzięki obecności defektów kryształ odkrywa „pamięć” wydarzeń, w których stał się lub był uczestnikiem, defekty pomagają kryształowi „dostosować się” do otoczenia. Wady jakościowo zmieniają właściwości kryształów. Nawet w bardzo małych ilościach defekty silnie wpływają na te właściwości fizyczne, które są całkowicie lub prawie nieobecne w idealnym krysztale, będąc z reguły „korzystnymi energetycznie” defektami, tworząc wokół siebie obszary wzmożonej aktywności fizycznej i chemicznej.

3. Rosnące kryształy

Hodowla kryształów to fascynująca czynność, być może najprostsza, najbardziej dostępna i niedroga dla początkujących chemików, a także najbezpieczniejsza z punktu widzenia gruźlicy. Staranne przygotowanie do wykonania wyostrza umiejętności ostrożnego obchodzenia się z substancjami i właściwej organizacji planu pracy.

Wzrost kryształów można podzielić na dwie grupy.

3.1 Naturalne powstawanie kryształów w przyrodzie

Tworzenie kryształów w przyrodzie (naturalny wzrost kryształów).

Ponad 95% wszystkich skał tworzących skorupa Ziemska, powstały podczas krystalizacji magmy. Magma jest mieszaniną wielu substancji. Wszystkie te substancje różne temperatury krystalizacja. Dlatego podczas chłodzenia magma dzieli się na części: jako pierwsze pojawiają się w magmie i zaczynają rosnąć, kryształy substancji o najwyższej temperaturze krystalizacji.

Kryształy tworzą się także w słonych jeziorach. Latem woda w jeziorach szybko wyparowuje i zaczynają z niej wypadać kryształki soli. Samo jezioro Baskunchak na stepie Astrachania mogłoby dostarczać sól wielu stanom przez 400 lat.

Niektóre organizmy zwierzęce są „fabrykami” kryształów. Koralowce tworzą całe wyspy zbudowane z mikroskopijnych kryształków węglanu wapna.

Perłowy kamień szlachetny jest również wykonany z kryształów wytwarzanych przez ostrygę perłową.

Kamienie żółciowe w wątrobie, nerkach i pęcherzu, które powodują poważne choroby u ludzi, to kryształy.

3.2 Sztuczny wzrost kryształów

Sztuczny wzrost kryształów (hodowla kryształów w laboratoriach, fabrykach).

Hodowla kryształów to proces fizyczny i chemiczny.

Rozpuszczalność substancji w różnych rozpuszczalnikach można przypisać zjawiskom fizycznym, ponieważ sieć krystaliczna ulega zniszczeniu i pochłanianiu ciepła (proces egzotermiczny).

Zachodzi także proces chemiczny - hydroliza (reakcja soli z wodą).

Wybierając substancję, należy wziąć pod uwagę następujące fakty:

1. Substancja nie może być toksyczna

2. Substancja musi być stabilna i wystarczająco czysta chemicznie

3. Zdolność substancji do rozpuszczania się w dostępnym rozpuszczalniku

4. Powstałe kryształy muszą być stabilne

Istnieje kilka metod hodowli kryształów.

1. Przygotowanie roztworów przesyconych z dalszą krystalizacją w naczyniu otwartym (najpopularniejsza technika) lub zamkniętym. Zamknięte - metoda przemysłowa, za jego realizację ogromny naczynie szklane z symulacją termostatu kąpiel wodna. Naczynie zawiera roztwór z gotowym zarodkiem, a co 2 dni temperatura spada o 0,1 C. Metoda ta pozwala na uzyskanie poprawnych technologicznie i czystych monokryształów. Ale to wymaga Wysokie koszty prąd i drogi sprzęt.

2. Odparowanie nasyconego roztworu metoda otwarta, gdy stopniowe odparowywanie rozpuszczalnika, na przykład z luźno zamkniętego naczynia z roztworem soli, może samoistnie spowodować powstanie kryształów. Metoda zamknięta polega na przetrzymywaniu nasyconego roztworu w eksykatorze nad silnym środkiem suszącym (tlenek fosforu (V) lub stężony kwas siarkowy).

II. Część praktyczna.

1. Hodowla kryształów z roztworów nasyconych

Podstawą hodowli kryształów jest roztwór nasycony.

Sprzęt i materiały: szkło 500 ml, bibuła filtracyjna, przegotowana woda, łyżka, lejek, sole CuSO4*5H2O, K2CrO4 (chromian potasu), K2Cr2O4 (dichromian potasu), ałun potasowy, NiSO4 (siarczan niklu), NaCl (chlorek sodu), C12H22O11 (cukier).

Aby przygotować roztwór soli, weź czystą, dobrze umytą szklankę o pojemności 500 ml. wlej do niego gorącą wodę (t=50-60C) gotowana woda 300ml. wlać substancję do szklanki małymi porcjami, mieszać aż do całkowitego rozpuszczenia. Gdy roztwór jest „nasycony”, to znaczy substancja pozostaje na dnie, dodaj więcej substancji i pozostaw roztwór w temperaturze pokojowej na jeden dzień. Aby zapobiec przedostawaniu się kurzu do roztworu, należy przykryć szklankę bibułą filtracyjną. Roztwór powinien okazać się przezroczysty, a nadmiar substancji wypaść w postaci kryształków na dno szklanki.

Odcedzić przygotowany roztwór z krystalicznego osadu i umieścić w żaroodpornej kolbie. Umieść tam odrobinę chemicznie czystej substancji (wytrącone kryształy). Ogrzewać kolbę w łaźni wodnej aż do całkowitego rozpuszczenia. Powstały roztwór ogrzewać przez kolejne 5 minut w temperaturze t = 60-70°C, przelać do czystej szklanki, owinąć ręcznikiem i pozostawić do ostygnięcia. Po jednym dniu na dnie szklanki tworzą się małe kryształki.

2. Tworzenie prezentacji „Kryształy”

Powstałe kryształy fotografujemy i korzystając z Internetu przygotowujemy prezentację oraz kolekcję „Kryształy”.

Wykonanie obrazu przy użyciu kryształów

Kryształy od zawsze słynęły ze swojego piękna, dlatego wykorzystuje się je jako biżuterię. Ozdabiają ubrania, naczynia i broń. Kryształy można wykorzystać do tworzenia obrazów. Namalowałem pejzaż „Zachód słońca”. Jako materiał do tworzenia krajobrazu wykorzystano hodowane kryształy.

Wniosek

Praca ta opisała jedynie niewielką część tego, co obecnie wiadomo o kryształach, jednak informacje te pokazały także, jak niezwykłe i tajemnicze są w swojej istocie kryształy.

W chmurach, na szczytach gór, na piaszczystych pustyniach, w morzach i oceanach laboratoria naukowe, do komórek roślinnych, w organizmach żywych i martwych - kryształy znajdziemy wszędzie.

Ale może krystalizacja materii zachodzi tylko na naszej planecie? Nie, teraz wiemy, że na innych planetach i odległych gwiazdach kryształy stale się pojawiają, rosną i niszczą. Meteoryty, kosmiczni posłańcy, również składają się z kryształów, a czasem zawierają substancje krystaliczne, których nie ma na Ziemi.

Kryształy są wszędzie. Ludzie są przyzwyczajeni do używania kryształów, tworzenia z nich biżuterii i podziwiania ich. Teraz, gdy zbadano metody sztucznej hodowli kryształów, ich zakres się poszerzył, a być może i przyszłość najnowsze technologie należy do kryształów i agregatów krystalicznych.

Jak odróżnić kryształy od niekrystalicznych ciał stałych? A może w wieloaspektowym kształcie? Ale ziarna kryształów w metalu lub skale mają nieregularny kształt; z drugiej strony np. szkło też może mieć wiele twarzy – kto nie widział fasetowanych szklanych koralików? Mówimy jednak, że szkło jest substancją niekrystaliczną. Dlaczego?

Przede wszystkim dlatego, że same kryształy bez pomocy człowieka przybierają swój wieloaspektowy kształt, a szkło trzeba ciąć ludzką ręką.

Wszystkie substancje na świecie zbudowane są z najmniejszych, niewidocznych dla oka, stale poruszających się cząstek - z jonów, atomów, cząsteczek.

Główną różnicą między szkłem a szkłem jest ich Struktura wewnętrzna, w jaki sposób znajdują się w nich najmniejsze cząsteczki materii - cząsteczki, atomy i jony. W ciałach gazowych, cieczach i ciałach stałych niekrystalicznych, takich jak szkło, najmniejsze cząsteczki materii są ułożone całkowicie losowo. W stałych ciałach krystalicznych cząstki są ułożone w regularny sposób. Przypominają grupę sportowców w szyku, z tą jednak różnicą, że regularne rzędy cząstek rozciągają się nie tylko w prawo i w lewo, do przodu i do tyłu, ale także w górę i w dół. Ponadto cząstki nie stoją w miejscu, ale oscylują w sposób ciągły, utrzymywane w miejscu przez siły elektryczne. Odległości między cząsteczkami wewnątrz kryształów są małe, podobnie jak małe są same atomy: na odcinku o długości 1 cm można umieścić około 100 milionów atomów. To jest bardzo duża liczba: Wyobraź sobie 100 milionów ludzi ustawionych ramię w ramię. Taka linia mogłaby okrążyć Ziemię wzdłuż równika.

Prawidłowa struktura cząstek w każdej substancji jest inna, dlatego kształty kryształów są tak różnorodne. Ale wszystkie kryształy mają atomy lub cząsteczki ułożone w ścisłej kolejności, ale ciała niekrystaliczne nie mają takiego porządku. Dlatego mówimy: kryształy to ciała stałe, w których cząsteczki składowe są ułożone w regularnej kolejności.

Prawa budowy wszystkich kryształów zostały teoretycznie opracowane przez wielkiego rosyjskiego krystalografa Evgrafa Stepanovicha Fiodorowa (1853-1919) i niemieckiego krystalografa Arthura Schonfliesa. Godne uwagi jest to, że Fiodorow zrobił to 20 lat wcześniej, w 1912 roku. Za pomocą promieni rentgenowskich udowodniono eksperymentalnie, że atomy w kryształach rzeczywiście są ułożone w regularny sposób i że prawa ich ułożenia są dokładnie takie, jak genialnie rosyjski naukowiec przewidział.

Nazywa się to regularnym okresowym rozmieszczeniem atomów (lub innych cząstek) w krysztale sieci krystalicznej.

Każdy z nich ma swój charakterystyczny kształt wielościenny, który zależy od struktury sieci krystalicznej. Na przykład kryształy soli kuchennej z reguły mają kształt sześcianu; inne substancje krystalizują w postaci różnych piramid, pryzmatów, ośmiościanów (ośmiościanów) i innych wielościanów.

Ale takie regularne formy kryształów są rzadkie w przyrodzie; przeczytasz o tym dalej.

Substancje niekrystaliczne nie mają własną formę, ponieważ tworzące je cząstki są rozmieszczone chaotycznie, losowo.

Prawidłowe ułożenie cząstek decyduje również o właściwościach kryształu. Czy to nie zadziwiające, że dwa tak różne minerały jak niepozorny czarny grafit i błyszczący przezroczysty grafit zbudowane są z tych samych atomów węgla! - To są kryształy węgla. Jeśli sieci krystaliczne atomów węgla ułożone są w jeden wzór, wówczas tworzą się przezroczyste kryształy diamentu, najtwardszej ze wszystkich substancji na Ziemi i najdroższego z kamieni szlachetnych. Jeśli jednak te same atomy węgla są ułożone inaczej, to małe Otrzymuje się czarne, nieprzezroczyste kryształy. Grafit jest jednym z najmiększych minerałów. Diament jest prawie dwukrotnie cięższy od grafitu. Grafit przewodzi prąd, ale diament nie. Kryształy diamentu są kruche, kryształy grafitu są elastyczne. Diament łatwo pali się w strumieniu tlenu, a naczynia ognioodporne robi się nawet z grafitu - tak jest odporny na ogień. Dwa całkowicie różne substancje, ale zbudowane są z tych samych atomów, a różnica między nimi polega jedynie na odmiennej budowie.

Struktura diamentu jest zupełnie inna niż grafitu; nie ma łatwo przesuwających się warstw, a diament okazuje się znacznie mocniejszy od grafitu.

Kryształy miki znają wszyscy. Mikę można łatwo rozdzielić ostrzem noża lub po prostu palcami: liście miki oddzielają się od siebie niemal bez trudności. Ale spróbuj rozdzielić, przeciąć lub rozbić mikę w poprzek płaszczyzny płytki - jest to bardzo trudne: mika, która jest słaba w płaszczyźnie blachy, okazuje się znacznie silniejsza w kierunku poprzecznym. Siła kryształów miki w różnych kierunkach jest różna.

Ta właściwość jest ponownie charakterystyczna dla kryształów. Wiadomo, że np. szkło łatwo pęka w dowolny sposób, we wszystkich kierunkach, na nieregularne fragmenty. Ale kryształ soli kamiennej, niezależnie od tego, jak drobno go rozbijesz, zawsze pozostanie sześcianem, to znaczy zawsze łatwo pęka tylko wzdłuż wzajemnie prostopadłych, całkowicie płaskich krawędzi.

Kryształ pęka w tych kierunkach, w których siła jest najmniejsza. Nie w każdym krysztale objawia się to tak wyraźnie jak w mice czy soli kamiennej – np. kwarc nie rozszczepia się w równych płaszczyznach – wszystkie kryształy mają różną moc w różnych kierunkach. Na przykład sól kamienna jest osiem razy silniejsza w jednym kierunku niż w drugim, a kryształy cynku są dziesięć razy silniejsze. Dzięki tej cesze można odróżnić kryształy od niekryształów: w ciałach niekrystalicznych siła jest taka sama we wszystkich kierunkach, więc nigdy nie rozszczepiają się wzdłuż równych płaszczyzn.

Jeśli podgrzejesz jakiekolwiek ciało, zacznie się ono rozszerzać. I tutaj łatwo zauważyć różnicę między substancjami krystalicznymi i niekrystalicznymi: szkło będzie rozszerzać się jednakowo we wszystkich kierunkach, a kryształ będzie rozszerzał się inaczej w różnych kierunkach. Na przykład kryształy kwarcu rozszerzają się w kierunku wzdłużnym dwa razy bardziej niż w kierunku poprzecznym. Twardość, przewodność cieplna, właściwości elektryczne i inne kryształów są również różne w różnych kierunkach.

Szczególnie interesujące są właściwości optyczne kryształów. Jeśli spojrzysz na obiekty przez islandzkie kryształy dźwigarów, wydadzą się one podwojone. W islandzkim krysztale dźwigara promień światła dzieli się na dwie części. Ta właściwość jest również różna w różnych kierunkach: jeśli obrócisz kryształ, litery rozwidlą się, czasem bardziej, czasem mniej.

Kształty krystalicznych wielościanów zadziwiają swoją ścisłą symetrią.

Symetria kryształów jest ich ważną i charakterystyczną właściwością. Substancja krystaliczna zależy od kształtu kryształów i ich symetrii.

Tekst pracy publikujemy bez obrazów i formuł.
Pełna wersja praca dostępna jest w zakładce „Pliki Pracy” w formacie PDF

Wstęp

„Prawie cały świat jest krystaliczny.

Światem rządzą kryształy i ich ciała stałe,

proste prawa”

Akademik Fersman A.E.

Czy można hodować kryształy w domu? Popraw swoje umiejętności i zdolności, pokaż Umiejętności twórcze- co może być bardziej istotne dla współczesnego ucznia? Chcę sprawdzić swoje możliwości, znaleźć odpowiedzi na pytania: Co? Jak? Dlaczego? I to właśnie wybrany temat tej pracy daje mi taką możliwość: poradzę sobie! Wyjaśni! ta praca ma w sobie pewien aspekt nowości, gdyż nigdy czegoś takiego nie robiłem własnoręcznie – kryształ „rósł” na moich oczach, obserwowałem go i opiekowałem się nim. Moim zdaniem „wyhodowanie” lub zdobycie kryształu to cud!

Cel pracy: hoduj kryształy w domu i odkrywaj ich właściwości.

Zadania: 1. Zapoznaj się ze źródłami literackimi na ten temat.

2. Wyhoduj kryształ z soli siarczan miedzi.

3. Przeanalizuj wpływ warunki zewnętrzne na wzroście kryształów na przykładzie

pole magnetyczne;

4. Badać właściwości fizyczne i chemiczne wyhodowanych kryształów.

Na świecie jest wiele ciekawych i niezwykłych rzeczy. Czasami kamienie znajdują się w ziemi w takim kształcie, jakby ktoś je starannie wyciął, oszlifował lub wypolerował - są to kryształy. Pojawiają się wszędzie w naszym życiu, przyciągają swoją niezwykłością i tajemniczością, budząc zainteresowanie obserwacją i nauką. Są kryształy małe, wąskie i ostre jak igły i są ogromne, jak kolumny. Wiele kryształów jest doskonale czystych i przezroczystych, jak woda. Nic dziwnego, że mówią „przezroczysty jak kryształ”, „krystalicznie czysty”.

Żyjąc na Ziemi, chodzimy po kryształach, budujemy z kryształów, przetwarzamy kryształy w fabrykach, hodujemy je w laboratoriach, szeroko wykorzystujemy je w technologii i nauce, zjadamy kryształy, leczymy się nimi...

Monokryształy wielu substancji otrzymywane są sztucznie w laboratoriach. Zachowując środki ostrożności, można w domu wyhodować kryształy, na przykład z przesyconych roztworów siarczanu miedzi, stopniowo usuwając wodę z roztworu. Dokładnie w ten sposób hodowałem swoje kryształy, dzieląc pracę na trzy etapy:

    Przygotowanie „nasienia”.

    Obserwacja wzrostu kryształów.

    Badania fizyczne i właściwości chemiczne kryształ.

Oprogramowanie, które wykorzystaliśmy do obróbki wyników eksperymentów z kryształami: mikroskop cyfrowy, aparat cyfrowy, waga elektroniczna.

Programy: Microsoft Office Menedżer obrazów, Microsoft Photo Paint

Wnioski:

1. Wyhodowaliśmy kryształy siarczanu miedzi: monokryształowe i polikryształowe (druze).

2. Kryształ wyhodowany w polu magnetycznym ma prawie poprawna forma romb

3. Badano właściwości fizykochemiczne: kryształy siarczanu miedzi dobrze rozpuszczają się w wodzie i słabo w alkoholu; pojawienie się zielonego zabarwienia w płomieniu wskazuje na obecność jonów miedzi (CuSO 4), gęstość kryształu wyhodowanego w polu magnetycznym wynosi 2,07 g/cm 3, a poza polem magnetycznym – 2,04 kg/cm 3; współczynnik załamania kryształu n=1,54; Kryształ w eksperymencie z przewodnością elektryczną wykazywał wyraźnie określone właściwości izolacyjne, co w pełni odpowiada normalnym właściwościom elektrycznym kryształów o strukturze jonowej.

W wyniku badań problem został rozwiązany: udało nam się wyhodować kryształy siarczanu miedzi w domu.

Praktyczne znaczenie badań jest takie, że wyhodowane przez nas kryształy można wykorzystać do demonstracji na lekcjach chemii i fizyki, do tworzenia obrazów, kwiatów, kompozycji, biżuterii dla fashionistek itp. Z wyhodowanych przez nas kryształów wykonaliśmy: broszkę, ozdobioną ramka na zdjęcie i świecznik ozdobiły pudełko. Wyniki naszej pracy odzwierciedliliśmy w opublikowanych broszurach z zaleceniami dotyczącymi domowej hodowli kryształów i stworzyliśmy prezentację, którą można wykorzystać również na lekcjach i zajęciach pozalekcyjnych.

Rozdział 1. Część teoretyczna

    1. Co to jest kryształ

Słowo kryształ („crystallos”) - Pochodzenie greckie. Starożytni Grecy nazywali go kryształem lodu, a następnie kryształem górskim, który uznawano za skamieniały lód. Później, począwszy od XVII wieku, kryształami zaczęto nazywać wszystkie ciała stałe, które mają naturalny kształt płaskiego wielościanu. Kryształy to ciała stałe, których atomy lub cząsteczki zajmują określone, uporządkowane pozycje w przestrzeni. We wszystkich kryształach, we wszystkich ciałach stałych cząstki są ułożone w regularny, wyraźny sposób, ułożone w symetryczny, regularnie powtarzający się wzór. Dopóki ten porządek istnieje, tak długo istnieje solidny, kryształ. Dlatego kryształy mają płaskie krawędzie. Kryształy mają różne kształty.

Krystaliczne ciała stałe występują w postaci pojedynczych monokryształów – monokryształów oraz w postaci polikryształów, które są skupiskami losowo zorientowanych małych kryształów – krystalitów, inaczej zwanych ziarnami (krystalicznymi). Monokryształy różnią się swoimi właściwościami od polikryształów. Monokryształy, monokryształy, mają rację kształt geometryczny, charakteryzują się anizotropią, czyli różnicami właściwości w różnych kierunkach. Polikryształy składają się z wielu przerośniętych kryształów i są izotropowe. Oto na przykład kryształy siarczanu miedzi, które wyhodowaliśmy w domu:

Aby wizualnie przedstawić wewnętrzną strukturę kryształu, stosuje się jego obraz za pomocą sieci krystalicznej. Sieć krystaliczna - trójwymiarowy układ atomów, jonów lub cząsteczek w substancji krystalicznej. W zależności od ułożenia atomów staje się albo diamentem – pięknym, przezroczystym, najtwardszym kamieniem na świecie, albo szarawo-czarnym miękkim grafitem, który widzimy w ołówku.

W zależności od rodzaju sieci krystalicznej kryształy dzielą się na 4 grupy:

joński

W węzłach sieci krystalicznej naprzemiennie znajdują się jony o przeciwnych znakach. Siły oddziaływania elektrostatycznego

kowalencyjny(atomowy)

W miejscach sieci znajdują się neutralne atomy połączone wiązaniami kowalencyjnymi pochodzenia kwantowo-mechanicznego.

Molekularny

Dodatnio naładowane jony metali znajdują się w miejscach sieci. Podczas tworzenia sieci elektrony walencyjne, słabo związane z atomami, oddzielają się od atomów i kolektywizują, tj. należą do całego kryształu jako całości.

Metal

Cząsteczki neutralne znajdują się w miejscach sieci, a siły oddziaływania między nimi spowodowane są wzajemnym przemieszczeniem elektronów.

1.2.Metody hodowli kryształów w przyrodzie.

Każdy mógł obserwować, jak na szybie zamarzniętego okna pojawiały się, rosły i stopniowo zmieniały swój kształt kryształki lodu. Kryształy rosną . Rosną zawsze w regularnych, symetrycznych wielościanach, jeśli nic nie zakłóca ich wzrostu. Krystalizacja może być przeprowadzona na różne sposoby.

1 sposób : Kryształy mogą rosnąć podczas kondensacji pary - w ten sposób uzyskuje się płatki śniegu i wzory na zimnym szkle.

Metoda 2 : Chłodzenie nasyconego gorącego roztworu lub stopu. Krystalizacja ze stopu obejmuje również proces powstawania skał wulkanicznych. To właśnie z powodu ochłodzenia miliony lat temu na Ziemi pojawiło się wiele minerałów. „Rozwiązaniem” tego „doświadczenia” była magma – stopiona masa skał we wnętrznościach Ziemi. Wypływająca na powierzchnię z gorących głębin magma ostygła. W wyniku tego ochłodzenia, które mogło trwać tysiące lat, powstały minerały, po których chodzimy i się wspinamy. Proces ten jest bardzo długi.

3 sposoby : Stopniowe usuwanie wody z nasyconego roztworu. Kiedy odparuje („wyschnie”), woda zamienia się w parę i odparowuje. Jednak substancje chemiczne rozpuszczone w wodzie nie mogą wraz z nią odparować i osadzić się w postaci kryształów. Najprostszym przykładem jest sól, która powstaje w wyniku odparowania wody z roztworu solanki. I w tym przypadku im wolniej woda odparowuje, tym lepsze są kryształy. To jest dokładnie ta metoda, której użyłem do uprawy mojego kryształu.

    1. Pole magnetyczne

Pole magnetyczne jest specjalny rodzaj materia, nie jest postrzegana zmysłami, jest niewidzialna. Pole magnetyczne powstaje wokół ciał, które długo zachowują namagnesowanie - magnesów, ciał, które mają własne pole magnetyczne. Główną właściwością magnesów jest przyciąganie ciał wykonanych z żelaza lub jego stopów. Magnes trwały ma zawsze dwa bieguny magnetyczne: północny (N) i południowy (S). Najsilniejsze pole magnetyczne magnesu trwałego występuje na jego biegunach. Podobnie jak bieguny magnesu odpychają się i podobnie jak bieguny przyciągają. Naturalne (lub naturalne) magnesy to kawałki magnetycznej rudy żelaza. Przez skład chemiczny składają się z 31% FeO i 69% Fe 2 O 3.

Rozdział 2. Część praktyczna.

Instrukcje bezpieczeństwa:

    Musisz bardzo ostrożnie pracować z substancjami.

    W żadnym wypadku zboża nie powinny dostawać się do produktów spożywczych.

    Do hodowli kryształów konieczne jest użycie specjalnych przyborów.

    Po pracy z siarczanem miedzi należy umyć ręce mydłem.

Etapy pracy:

    Przygotowanie „nasienia”.

    Hodowla i obserwacja kryształów.

    Badanie różne czynniki na proces wzrostu kryształów (pole magnetyczne).

    Badanie właściwości chemicznych i fizycznych kryształów.

Powiedz mi, a zapomnę.

Pokaż mi, a zapamiętam.

Pozwól mi działać samodzielnie, a się nauczę.

Konfucjusz

2.1. Detekcja pola magnetycznego.

Ponieważ pole magnetyczne jest niewidoczne, można je wykryć za pomocą opiłków żelaza i magnesów. Przeprowadźmy eksperyment potwierdzający istnienie pola magnetycznego.

Wyposażenie: dwa magnesy w kształcie łuku, opiłki metalu, kartka papieru.

Procedura: Opiłki żelaza wysypywano równą warstwą na kartkę papieru, a następnie umieszczano na magnesach o przeciwnych biegunach skierowanych do siebie. Opiłki metalowe zostały ułożone w określony sposób.

Wniosek: Używając opiłków żelaza, mam pojęcie o rodzaju pola magnetycznego. Opiłki żelaza znajdują się w polu magnetycznym wzdłuż linii energetycznych.

2.2. Przygotowanie „nasienia”

    Czego potrzebujesz do przygotowania „nasienia”:

Wyposażenie: słoik 0,5, nożyczki,

nić jedwabna, karton, filtr papierowy, lejek filtrujący, termometr, łaźnia wodna.

Odczynniki chemiczne : woda destylowana, siarczan miedzi (załącznik 1).

2. Wytnij uchwyt z tektury, na który zawiązujemy nitkę. Najpierw przygotuj nasycony roztwór siarczanu miedzi. Aby to zrobić, umieść szklankę wody w łaźni wodnej i wsyp odrobinę sproszkowanego siarczanu miedzi, ciągle mieszając. Po całkowitym rozpuszczeniu dodać trochę więcej proszku i dobrze wymieszać. W ten sposób otrzymaliśmy nasycony roztwór siarczanu miedzi.

3. Pozostaw przygotowaną mieszaninę na jeden dzień. Następnego dnia mieszaninę przelać do innego słoika przez filtr.

4. Dzień później na dnie szklanki pojawiły się pierwsze kryształki – wszystkie miały inny kształt. To właśnie z nich wybraliśmy te, które nam się najbardziej podobały i które miały bardziej poprawny kształt. Posłużą jako nasiona. Przywiązujemy kryształy do ​​nitki - to jest nasiono. Przygotowany wcześniej nowy roztwór wlewamy do słoika i zanurzamy w nim nasiona, przykrywamy papierem i pozostawiamy do wyrośnięcia.

„Ziarno” jest ośrodkiem krystalizacji; wzrost kryształów zależy od jego jakości.

2.3. Obserwacja wzrostu kryształów w polu magnetycznym i poza nim.

Do badań przygotowano dwa identyczne kubki z taką samą ilością roztworu siarczanu miedzi. Jeden słoik umieściliśmy w polu magnetycznym (użyliśmy magnesy trwałe), a drugi - z dala od magnesów. Warunki – temperatura i warunki świetlne, w jakich znajdowały się słoiczki z roztworem – były takie same.

Obserwacja wzrostu i kształtu kryształu w polu magnetycznym i poza nim

Wynik obserwacji: w polu magnetycznym wyrósł dość duży monokryształ siarczanu miedzi, a na zewnątrz kryształ przybrał dziwaczny kształt – druzę.

Wniosek. Proces wzrostu kryształów okazał się wrażliwy na wpływ pola magnetycznego. Kryształ był ciemnoniebieski i miał kształt ściętego równoległościanu. Boki kryształu są równe. W innym słoiczku dziwnie wyrosła druza mierząca 5-6 cm - o pięknym kształcie i bogatej niebieskiej barwie. Wśród kryształów stopionych można wyróżnić przekroje monokryształów o kształcie rombowym (Załącznik 2).

2.4. Właściwości chemiczne

2.5. Pomiar gęstości kryształów

Gęstość kryształów siarczanu miedzi określono na podstawie faktu, że nie rozpuszcza się on w alkoholu.

Sprzęt: waga elektroniczna, cylinder miarowy (zlewka), alkohol.

Wniosek: gęstość kryształu wyhodowanego w polu magnetycznym - 2,07 g/cm 3 i poza polem magnetycznym - 2,04 g/cm3. (porównywalne z danymi tabelarycznymi)

2.6.Pomiar współczynnika załamania światła kryształu.

Ich właściwości optyczne są istotne w opisie i identyfikacji kryształów. Kiedy uderza światło czysty kryształ, jest częściowo odbijany i częściowo przechodzi do kryształu. Światło odbite od kryształu nadaje mu połysk i kolor, a światło wpadające do kryształu tworzy efekty, które zależą od jego właściwości optycznych. Kiedy nachylona wiązka światła przechodzi z powietrza do kryształu, prędkość jej propagacji maleje; promień padający jest odchylany lub załamywany. Stosunek sinusowego kąta padania do sinusowego kąta załamania jest wartością stałą i nazywany jest współczynnikiem załamania światła. Jest to najważniejsza cecha optyczna kryształu, którą można bardzo dokładnie zmierzyć.

Do pomiaru współczynnika załamania światła wykorzystaliśmy wiązkę światła przechodzącą przez ekran ze szczeliną. Umieszczając kryształ na drodze wiązki, zaznaczyliśmy dwa punkty na wejściu i wyjściu wiązki z kryształu, a następnie je połączyliśmy. Po wykonaniu dodatkowych konstrukcji zmierzyliśmy kąt padania wiązki, kąt załamania i korzystając ze wzoru obliczyliśmy współczynnik załamania światła kryształu wyhodowanego w polu magnetycznym.

2.7 . Właściwości elektromagnetyczne

Po eksperymentowaniu z promieniowanie widzialne sprawdziliśmy zdolność kryształu do pochłaniania fal radiowych, tj. niewidzialne promieniowanie. W tym celu owinęliśmy pilota folią aluminiową, która nie przepuszcza fal radiowych. Nacisnęliśmy przycisk zasilania, ale płyta się nie włączyła. Następnie otworzyliśmy wąski otwór, przez który przechodziły promienie, ponownie wcisnęliśmy przycisk zasilania i płyta włączyła się.

Po wyłączeniu płytki próbowaliśmy ponownie ją włączyć, ale tym razem zakryliśmy emiter kryształem witriolu. Po naciśnięciu przycisku zasilania płyta nie włączyła się.

Wniosek: kryształ o grubości 15 mm stanowi przeszkodę dla fal radiowych.

2.8. Badanie przewodności elektrycznej

Przewodność elektryczna jest właściwością niektórych ciał polegającą na przewodzeniu prądu elektrycznego. Wszystkie substancje dzielą się na przewodniki prądu elektrycznego (przewodniki), półprzewodniki i dielektryki (izolatory).

Badając przewodność elektryczną powstałego kryształu, użyliśmy żarówki do zarejestrowania przepływu prądu elektrycznego. Jeśli w obwodzie jest prąd, żarówka się zaświeci, jeśli nie, nie zaświeci się. Zastosowano napięcie 4,5 V.

Wniosek: W eksperymencie kryształ wykazywał właściwości izolatora, żarówka nie zapalała się, co jest w pełni zgodne z normalnymi właściwościami elektrycznymi kryształów o strukturze jonowej.

Wnioski:

W zwykłym szkolnym laboratorium fizycznym, korzystając ze sprzętu, wyhodowaliśmy kryształy z nasyconego roztworu siarczanu miedzi przez odparowanie, obserwowaliśmy ich wzrost w polu magnetycznym i poza nim, obliczaliśmy charakterystyki fizyczne i badaliśmy właściwości chemiczne.

1. Wyhodowaliśmy kryształy siarczanu miedzi: monokryształ i polikryształ.

2. Pole magnetyczne ma pewien wpływ na wzrost kryształów; kryształ wyhodowany w polu magnetycznym ma prawie regularny kształt rombu.

3. Badano właściwości fizykochemiczne: kryształy siarczanu miedzi dobrze rozpuszczają się w wodzie i słabo w alkoholu; pojawienie się zielonego zabarwienia w płomieniu wskazuje na obecność jonów miedzi, tj. CuSO4; gęstość kryształu wyhodowanego w polu magnetycznym wynosi 2,07 g/cm 3 , a poza polem magnetycznym - 2,04 kg/cm 3 ; współczynnik załamania światła kryształu n = 1,54; Kryształ w eksperymencie z przewodnością elektryczną wykazywał wyraźnie określone właściwości izolacyjne, co w pełni odpowiada normalnym właściwościom elektrycznym kryształów o strukturze jonowej.

Wniosek.

Praca badawcza, którą ukończyłem, otworzyła się przede mną niesamowity świat kryształy. Moim zdaniem otrzymanie kryształu jest dokonaniem cudu. Jest to dla mnie rzecz nowa i niezwykła. Wcześniej nie wiedziałam, co mogę zrobić, jak będą wyglądać moje „autorskie” kryształy i co mam z nimi zrobić. Badając kryształy, nabrałem przekonania, że ​​ich właściwości są tak różnorodne, że udało nam się zbadać tylko kilka z nich. Ale najważniejsze jest to, że znaleźliśmy zastosowanie dla tych kryształów. Wyhodowane przez nas kryształy można wykorzystać do demonstracji na lekcjach chemii i fizyki. Z samych kryształków wykonaliśmy broszkę, ozdobiliśmy ramkę na zdjęcie i świecznik oraz ozdobiliśmy pudełko (załącznik 3). Wyniki naszej pracy odzwierciedliliśmy w opublikowanych broszurach z zaleceniami dotyczącymi domowej hodowli kryształów i stworzyliśmy prezentację, którą można wykorzystać również na lekcjach i zajęciach pozalekcyjnych.

W wyniku naszych badań rozwiązaliśmy problem: udało nam się wyhodować kryształy siarczanu miedzi w domu. Mogę śmiało powiedzieć, że hodowanie kryształów to sztuka!

Ten temat był dla nas bardzo interesujący. Świat kryształów okazał się niesamowity i różnorodny. W rezultacie mamy inne pytania, które wymagają dalszych dogłębnych badań. Dlatego planujemy kontynuować naukę tego tematu.

Fizyka - niesamowita nauka i trzeba się tego uczyć krok po kroku.

    Do hodowli kryształów używaj wyłącznie świeżo przygotowanych roztworów.

    Używaj wyłącznie czystych naczyń.

    Pamiętaj, aby przefiltrować roztwór.

    Kiedy kryształ rośnie, nie można go usunąć z roztworu bez specjalnego powodu.

    Nie dopuścić do przedostania się zanieczyszczeń do nasyconego roztworu. Aby to zrobić, przykryj go bibułą filtracyjną.

    Okresowo (raz w tygodniu) zmieniaj lub odświeżaj nasycony roztwór.

    Usuń utworzone stopione małe kryształy.

    Im wolniej roztwór się ochładza, tym większe tworzą się kryształy. Aby to zrobić, możesz owinąć okulary szmatką.

Ostrożnie pokryj powstałe kryształy bezbarwnym lakierem, aby zapobiec wietrzeniu.

Bibliografia:

1.Warsztat fizyczny dla zajęć z pogłębioną wiedzą z fizyki. Pod redakcją Yu.I. Dika, O.F. Kabardyna. M; 1993

2. Seria „Erudyt” Chemia, Fizyka.

3. Shaskolskaya, M. P. Kryształy. Wydawnictwo „Nauka”. - M.: 1978.

4. słownik encyklopedyczny młody fizyk. - M.: Pedagogika, 1995.

Zasoby internetowe:

    school-collection.edu.ru

    class-fizika.narod.ru

Aneks 1

Siarczan miedzi

Wzór chemiczny: CuSO 4 * 5H 2 O 1

Nazwa chemiczna: siarczan miedzi, pięciowodny siarczan miedzi (Cuprumsulfuricum), pięciowodny siarczan kredy (II)

Opis: niebieski krystaliczny proszek

Klasa związków: krystaliczne hydraty

Opis kryształów: niebieskie kryształy, dobrze rozpuszczalne w wodzie. Nieruchomości . Higroskopijny. Rozpuszcza się w wodzie, glicerynie, kwasie siarkowym. Słabo rozpuszczalny w amoniaku. Sól jest stabilna w powietrzu.

Struktura krystalicznego hydratu

Strukturę siarczanu miedzi pokazano na rysunku. Jak widać wokół jonu miedzi koordynowane są dwa aniony SO 4 2− i cztery cząsteczki wody (w płaszczyźnie), a piąta cząsteczka wody pełni rolę mostków, które za pomocą wiązań wodorowych łączą cząsteczki wody z płaszczyzny i grupa siarczanowa.

Aplikacja.

Służy do zwalczania szkodników i chorób roślin (od chorób grzybowych i mszyc winogronowych). Czasami stosowany w basenach, aby zapobiec rozwojowi glonów w wodzie.

W budownictwie wodny roztwór siarczanu miedzi stosuje się do usuwania plam rdzy, a także do usuwania wydzielin soli z cegieł i cegieł. powierzchnie betonowe; a także jako środek zapobiegający gniciu drewna.

Stosowany jest także do produkcji farb mineralnych, w medycynie oraz jako część roztworów przędzalniczych przy produkcji włókna octanowego.

W Przemysł spożywczy zarejestrowany jako dodatek do żywności E519(konserwant).

W naturze czasami spotyka się minerał Chalcanthite, którego skład jest zbliżony do CuSO 4 * 5H 2 O

W punktach skupu złomu metali nieżelaznych roztwór siarczanu miedzi służy do identyfikacji cynku, manganu i magnezu w stopach aluminium i stali nierdzewnej. Po wykryciu powyższych metali pojawiają się czerwone plamy czystej miedzi.

Załącznik 2

Badanie kryształów za pomocą mikroskopu cyfrowego.

Dodatek 3

1 Materiał zaczerpnięty ze stron Wikipedii