Цель работы :наблюдение за процессом роста кристалла хлористого натрия и сравнение полученных кристаллов с моделями кристаллических решеток,проверить анизотропию прочности путем раскалывания.

Ход работы:

Чтобы вырастить кристаллы в домашних условиях,нужно приготовить перенасыщенный раствор соли.В качестве исходного вещества выбрали соль,которые использует человек очень часто, это поваренная соль.

Налила в стакан горячей воды и посыпала в него поваренную соль,все время помешивая.Сыпала до тех пор,пока соль не перестала растворяться и на дне образовался осадок,не исчезающий при помешивании.Затем взяла кусочек тонкой проволоки и обмотала его шерстяной ниткой.На стакан сверху положила палочку и к ней подвесила обмотанную проволочку на нитке.Рассол постепенно остыл,потом вода из него начала испаряться.Через три дня (можно дольше) вытянула проволочку.Соль осела на шерстинках маленькими правильными кубиками.

Нужно периодически измерять размеры некоторых граней.Грани кристалликов изменяют свои размеры,они растут,углы между соответственными гранями остаются постоянными.

Сравнили формы полученных кристаллов с формами моделей кристаллических решеток. У поваренной соли NaCl грани должны иметь форму квадратов,а кристаллы –кубов.Выращенный кристалл соответствует этим требования

Вывод

Выбрала наиболее удобный, приемлемый способ выращивания кристаллов в домашних условиях и вырастила кристаллы поваренной соли.По мере роста кристаллов проводила наблюдение. Сравнила формы полученных кристаллов с формами их кристаллических решеток,они соответствуют формам кристаллам-кубам.

Силы притяжения,возникающие между плоскостями состоящие только из одного типа ионов Na+ или Cl-(образующие грани октаэдра) в пять раз больше чем между плоскостями параллельными граням куба,в каждом из которых лежат и те и другие ионы, и Na+,и Cl- .Вот почему кристалл Na Cl гораздо легче расколоть по плоскостям куба,чем по плоскостям октаэдра.Поэтому он и кристаллизуется,образуя кубы.Кристалл фактически состоит из ионов противоположных знаков.

Заключение

Монокристаллы - твердые тела,частицы которых образуют единую кристаллическую решетку.

Внешняя форма монокристаллов одного вида может быть различной,но углы между

соответствующими гранями у них остаются постоянными.Это закон постоянства углов сформулировал французский естествоиспытатель Ж.Б.Роме де Лиля.Он сделал важный вывод: правильная форма кристаллов связана с закономерным размещением частиц, образующих кристалл.Монокристаллами являются большинство минералов.Однако крупные природные монокристаллы встречаются довольно редко.В настоящее время многие монокристаллы выращиваются искусственно.

Кристаллы характеризуются наличием значительных сил межмолекулярного взаимодействия.. Силы взаимодействия между атомами в кристаллах по разным направлениям неодинаковы Силы притяжения,возникающие между плоскостями образующие грани октаэдра в кристаллах поваренной соли состоящих из ионов одного типа,в пять раз больше,чем силы между плоскостями,параллельными граням куба,в каждой из которых лежат и те и другие ионы,и Na+,и Cl-.В этом можно проследить действие закона анизотропии..Суть его в том, что многие свойства твердых тел зависят от направления,в котором эти свойства измеряются.Мы исследовали анизотропию прочности на поваренной соли. Если кристаллы поваренной соли,имеющие кубическую форму,раскалывать,то мелкие осколки будут иметь преимущественно форму прямоугольных параллелепипедов. Это значит,что в направлениях, параллельных граням,прочность кристалла поваренной соли гораздо меньше,чем в диагональных и других направлениях. Исследовать другие физические свойства мы не смогли из-за ограниченности приборов и материалов.Например,теплопровдность кристалла,измеренная в различных направлениях,может оказаться неодинаковой.Она будет одинаковой лишь в параллельных и симметричных направлениях. То же можно сказать об электропроводности,твердости, и других свойствах.Иначе говоря,симметрия внешней формы сопровождается и симметрией физических свойств кристаллов.

Кристаллизация растворов на примере выращивания кристаллов поваренной соли

Выполнил:

Смородников Денис Викторович

Нерюнгри

• Введение
• 1. Основная часть
• 1.2 Процесс растворения. Насыщенный и ненасыщенный растворы. Кристаллизация. Испарение
• 1.4 О строении кристалла
• 2. Заключение
• 3. Список литературы
• Введение
• Есть в природе вещества, продукты, без которых жизнь человека невозможна. К ним относится соль. Её роль трудно переоценить. Мы каждый день употребляем её вместе с продуктами питания. Она является лечебным средством. Она входит в состав воды, в том числе морской. И так далее. Мы её можем видеть и не видеть. Когда мы берем соль для подсаливания чего-либо, мы её видим. Когда соль попадает в воду, она исчезает. Что же происходит? Я решил изучить некоторые превращения соли, которые, как я выяснил, называются процессами растворения и кристаллизации. Особенно меня заинтересовал вопрос, кристаллизации. Мною была выдвинута гипотеза
• Гипотеза: если создать условия, обеспечивающие кристаллизацию, то можно получить кристаллы поваренной соли и в домашних условиях.
• Цель работы:
• 1.Вырастить кристаллы поваренной соли.
• 2.Познакомиться с условиями кристаллизации поваренной соли.
• В соответствии с поставленными целями были определены следующие задачи.
• Задачи исследования:

1. Провести исследования растворов поваренной соли.

2. Познакомиться с процессом кристаллизации, с понятиями насыщенный и ненасыщенный растворы.

3. Пронаблюдать процесс роста кристаллов поваренной соли.

4. Обобщить полученную информацию о строении кристалла.

Предмет исследования: процесс кристаллизации.

Для решения поставленных задач были использованы следующие методы исследования.

Методы: опыты, наблюдение, изучение научно - популярной литературы по теме, обобщение, обработка информации.

Основные направления работ.

1. Сбор информации.

2. Постановка опытов

3. Наблюдения.

4. Обработка результатов.

5. Описание выполненной работы, выводы.

Моя работа поможет научиться выращивать кристаллы в домашних и лабораторных условиях.

1. Основная часть

поваренная соль кристаллизация раствор

1.1 Опыты по растворению поваренной соли

Опыт 1.

Цель: изучить строение соли путем рассматривания её под лупой.

Оборудование: лупа, щепотка соли.

Ход работы:

Щепотку соли насыпал на блюдце, поднес лупу к соли и увидел мелкие кристаллики.

Вывод: поваренная соль состоит из кристаллов.

Опыт 2.

Цель: проверить, что происходит с кристалликом соли в воде?

Оборудование: лупа, щепотка соли, стакан с водой.

Ход работы:

В стакан с водой я положил щепотку соли, размешал, поднес лупу, увидел, что кристаллы соли уменьшаются и на глазах исчезают.

Вывод: при соприкосновении кристаллов соли с водой, они растворяются.

1.2 Процесс растворения. Насыщенный и ненасыщенный растворы. Кристаллизация. Испарение

Растворение - физико-химический процесс, протекающий между твёрдой и жидкими фазами и характеризующийся переходами твёрдого вещества в раствор.

Насыщенный раствор - раствор, в котором растворённое вещество при данных условиях достигло максимальной концентрации и больше не растворяется.

Ненасыщенный раствор- раствор, в котором концентрация растворённого вещества меньше, чем в насыщенном растворе, и в котором при данных условиях можно растворить ещё некоторое его количество.

Кристаллизация - процесс перехода тела из жидкого состояния в твёрдое, причём оно принимает более или менее правильную геометрическую форму кристалла.

Испарение - физический процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное (пар) с поверхности жидкости.

1.3 Опыты по выращиванию кристаллов

Опыт № 3.

Цель: получить насыщенный раствор поваренной соли.

Оборудование: соль, вода, стакан.

Ход работы:

Приготовил ёмкость-стакан отмерил две части воды и одну часть поваренной соли. Попросил взрослого нагреть мне две части воды. Залил горячей водой одну часть поваренной соли в стеклянный стакан и помешивал до тех пор, пока она не перестала растворяться. В стакане растворилась только часть соли. Дальнейшие добавки соли у меня не растворялись и легли на дно стакана в виде осадка. Когда соль совсем перестала растворяться я слил получившийся раствор в другой стакан, чтобы на дно стакана с раствором не попало ни одной крупинки.

Вывод: я получил насыщенный раствор для опыта.

Опыт № 4.

Цель: выращивание кристаллов.

Оборудование: два стакана: стакан №1 с насыщенным раствором поваренной соли, стакан №2 со слабым (ненасыщенным)раствором поваренной соли, две нитки с кристалликами- «затравками».

Ход работы:

Помещаем в каждый стакан нитки с кристалликами- «затравками и начинаем вести наблюдение.

Дневник наблюдений:

1. Что происходит в стакане № 1, определить пока трудно.

2. В стакане № 2 происходит процесс растворения кристалла - «затравки», так как в стакане находится ненасыщенный раствор соли.

1. В стакане № 1 идет процесс кристаллизации.

2. В стакане № 2 кристалл-«затравка» растворился, то есть закончился процесс растворения.

3. Понижение уровня раствора в стаканах связано с испарением воды.

1. Испарением воды продолжается.

Выводы: 1. В стакане № 1 идет процесс кристаллизации.

2.В обоих стаканах испарение воды продолжается.

3.В стакане №2 тоже начался процесс кристаллизации, но позднее, когда раствор стал насыщенным, и выразился в образовании налёта на стенках стакана.

1. Стакан № 1. Прошёл процесс кристаллизации, выразившийся в образовании кристалликов на нитке и на стенках стакана.

2. Стакан № 2. Образование кристалликов на стенках стакана.

Общие выводы:

1.Поваренная соль состоит из кристаллов.

2.При соприкосновении кристаллов соли с водой, они растворяются.

3.Быстрее всего кристаллы соли могут образовываться в насыщенном растворе поваренной соли.

4.По мере того как вода испаряется, соль снова образует кристаллы.

5.В домашних условиях можно вырастить кристаллы при необходимых условиях. Условиями образования кристаллов соли в домашних условиях являются:

А) наличие насыщенного солевого раствора;

Б) ниточки с затравкой.

1.4 О строении кристалла

Вырастив кристаллы поваренной соли, я обнаружил под лупой, что они имеют правильную форму в виде кубика, в энциклопедии я нашел рисунок кристалла поваренной соли в виде кристаллической решетки. Правильность геометрической формы дает основание для предположения о правильном расположении частиц, образующих кристалл.

Если частицы, из которых состоит кристалл соединить прямыми линиями, то получится «скелет» кристалла - пространственная кристаллическая решетка. Для поваренной соли она представляет собой кубик с ребром, в её узлах расположены молекулы, которые я еще не знаю.

Сравнение фото и рисунка кристалла.

Можно проверить, а у всех ли кристаллов правильная форма кубика? Но это уже тема другого исследования.

2. Заключение

В результате проведенных исследований я узнал, что выдвинутая мною гипотеза полностью подтверждается: нам удалось вырастить кристаллы поваренной соли и в домашних условиях. Быстрее и легче кристалл растёт тогда, когда в насыщенный раствор помещается кристалл- «затравка».

Кроме того, мне понравился процесс выращивания кристаллов - это очень увлекательное занятие. У меня появилось желание украсить веточку сосны и ели «инеем» из кристаллов поваренной соли, поместив веточку в насыщенный раствор поваренной соли, вместо шерстяной нити, и укрепив кристалл - «затравку на веточке». Вот так любой человек в домашних условиях может подарить близким «чудо».

3. Список литературы

1. Шалаева Г.П. и др. Большая энциклопедия начальной школы. М.: Слово, Эксмо, 2006.

2. Гуревич А.Е. и др. физика и химия: пробный учебник для 5 -6 классов для общеобразовательных учреждений. М.: Просвещение, 1994.

3. «Детский мир от «А»до «Я»:М.Скиф-Алекс,1993.

4. Мои первые научные опыты.ЗАО «Издательство Кристина-новый век»,2003.

Подобные документы

Причины и условия кристаллизации материальных частиц. Теории зарождения и роста идеальных кристаллов в работах Гиббса, Фольмера, Косселя и Странского. Описание точечных, линейных, двухмерных и объемных дефектов. История получения искусственных кристаллов.

реферат , добавлен 18.11.2010


Основные виды кристаллов. Естественный и искусственный рост кристаллов. Выращивание кристаллов как физико-химический процесс, требуемое оборудование. Способы образования кристаллов. Выращивание монокристаллов из расплава, растворов и паровой фазы.

реферат , добавлен 07.06.2013


Промышленный процесс кристаллизации сульфата натрия характерен тем, что его себестоимость намного превышает оптовую цену. Повышение экономичности путем снижения общего расхода электроэнергии и удельных затрат пара на стадии дегидратации глауберовой соли.

контрольная работа , добавлен 17.05.2009


Понятие твёрдых растворов, типы их растворимости. Равновесие раствор-кристалл. Кривая кристаллизации. Смешанные кристаллы и соединения. Расчет и построение линии солидуса для системы GaAs-Sn с использованием основных законов и уравнений термодинамики.

курсовая работа , добавлен 04.06.2013


Приготовление растворов полимеров: процесс растворения полимеров; фильтрование и обезвоздушивание растворов. Стадии производства пленок раствора полимера. Общие требования к пластификаторам. Подготовка раствора к формованию. Образование жидкой пленки.

курсовая работа , добавлен 04.01.2010


Выделение серебра из отработанных фотографических растворов путем электролиза. Метод, сорбирующий ионы серебра из растворов. Химические методы регенерации серебра. Осаждение труднорастворимой соли сульфида серебра. Восстановление серебра металлами.

контрольная работа , добавлен 11.10.2010


Практические аспекты изучения клатратообразования. Влияние фактора растворителя на природу строения сольватов. Методы кристаллизации полиморфов. Получение монокристаллов изученных веществ, определение кристаллографических параметров и сбор данных.

дипломная работа , добавлен 25.06.2015


Изучение понятия выращивания искусственных кристаллов – сложного физико-химического процесса, течение которого зависит от многих самых разнообразных факторов, и в котором четко прослеживается атомная природа вещества. Рост из растворов, из газовой фазы.

презентация , добавлен 13.11.2011


Исследование физических и химических свойств хлорида натрия. Изучение правил техники безопасности при работе в химической лаборатории. Обзор титриметрического определения хлоридов, основанного на реакциях образования осадков малорастворимых соединений.

курсовая работа , добавлен 21.05.2012


Изучение понятия, видов и способов образования кристаллов - твердых тел, в которых атомы расположены закономерно, образуя трехмерно-периодическую пространственную укладку - кристаллическую решетку. Образование кристаллов из расплава, раствора, пара.

Начнем с простого опыта. Возьмите четверть стакана воды и сыпьте в него понемногу чи­стую поваренную соль, помешивая ложечкой. Сначала соль хорошо будет растворяться в воде, потом все хуже и хуже, и в конце концов новые порции соли совсем перестанут раство­ряться, сколько бы ни размешивать раствор.

Вылейте раствор соли на блюдце, лучше на металлическое, например на жестяную крышку от банки, и подогрейте на плитке или просто поставьте в теплое место. Вода постепенно начнет испаряться, а на блюдце появятся крупинки соли. Смотрите внимательнее: эти крупинки растут. Вот уже и вся вода испарилась. Рассмотрите-ка оставшиеся кру­пинки соли в лупу. Что удивительного в них? Каждая крупинка - это правильный кубик, ровный, с гранями гладкими и блестящими, как зеркало. Это выросли кристаллы поваренной соли.

Посмотрите в лупу на сахарный песок. Каждая крупинка - это тоже кристаллик с ровными, гладкими гранями, но уже не простые кубики, а кристаллик более сложной формы. В лупу да и простым глазом можно разглядеть, как поблескивают в кусковом сахаре отдельные грани слипшихся вместе многих мелких кри­сталликов - правильных многогранников. Эти кристаллики сахара тоже выросли сами из растворенного или расплавленного сахарно­го сиропа.

Нетрудно вырастить самому и другие кри­сталлы. Синий медный купорос можно достать

Мелкие кристаллики квасцов, выращенные из раствора.

Кристаллы природного флюорита.

в хозяйственном магазине; белые калиевые квасцы - в магазине химикалий. Наверняка найдутся различные вещества в школьной лабо­ратории. Растворите их в горячей воде - столь­ко, сколько сможет раствориться, а потом по­ставьте банку с раствором в холодное, спокой­ное место. На следующий день вы увидите, что в банке выросли кристаллы - красивые ров­ные многогранники. Опустите в такую банку нитку, и кристаллики нарастут на ней. Такими кристаллическими бусами хорошо украсить новогоднюю елку - их гладкие, блестящие гра­ни будут сверкать и переливаться при свете огней.

Такие же правильные многогранные кри­сталлы встречаются часто и в мире камней. Нередко в земле находят камни такой формы, как будто их вырезал, отшлифовал и отполи­ровал искусный мастер. Кристаллы- это камни с природной, т. е. не сделанной рукой человека, правильной, симметричной, много­гранной формой.

Несколько лет назад наши геологи наш­ли глубокую пещеру, свод и стены которой были покрыты огромными голубоватыми кри­сталлами флюорита такой поразительной кра­соты и совершенства, каких не видели до тех пор нигде в мире. Вход во флюоритовый грот находится в отвесной скале над горным озером. Чтобы попасть в него, геологам пришлось ви­сеть на веревках на 200-метровой высоте. Но труд был вознагражден прекрасной карти­ной, открывшейся перед их глазами. Самой за­мечательной была группа кристаллов весом

Изучение процессов превращения поваренной соли, выражающихся в растворении и кристаллизации. Понятие насыщенного и ненасыщенного раствора. Приготовление солевых растворов, наблюдение за процессом кристаллизации, информация о строении кристаллов.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Кристаллизация растворов на примере выращивания кристаллов поваренной соли

Выполнил:

Смородников Денис Викторович

Нерюнгри

• Введение
• 1. Основная часть
• 1.2 Процесс растворения. Насыщенный и ненасыщенный растворы. Кристаллизация. Испарение
• 1.4 О строении кристалла
• 2. Заключение
• 3. Список литературы
• Введение
• Есть в природе вещества, продукты, без которых жизнь человека невозможна. К ним относится соль. Её роль трудно переоценить. Мы каждый день употребляем её вместе с продуктами питания. Она является лечебным средством. Она входит в состав воды, в том числе морской. И так далее. Мы её можем видеть и не видеть. Когда мы берем соль для подсаливания чего-либо, мы её видим. Когда соль попадает в воду, она исчезает. Что же происходит? Я решил изучить некоторые превращения соли, которые, как я выяснил, называются процессами растворения и кристаллизации. Особенно меня заинтересовал вопрос, кристаллизации. Мною была выдвинута гипотеза
• Гипотеза: если создать условия, обеспечивающие кристаллизацию, то можно получить кристаллы поваренной соли и в домашних условиях.
• Цель работы:
• 1.Вырастить кристаллы поваренной соли.
• 2.Познакомиться с условиями кристаллизации поваренной соли.
• В соответствии с поставленными целями были определены следующие задачи.
• Задачи исследования:

1. Провести исследования растворов поваренной соли.

2. Познакомиться с процессом кристаллизации, с понятиями насыщенный и ненасыщенный растворы.

3. Пронаблюдать процесс роста кристаллов поваренной соли.

4. Обобщить полученную информацию о строении кристалла.

Предмет исследования: процесс кристаллизации.

Для решения поставленных задач были использованы следующие методы исследования.

Методы: опыты, наблюдение, изучение научно - популярной литературы по теме, обобщение, обработка информации.

Основные направления работ.

1. Сбор информации.

2. Постановка опытов

3. Наблюдения.

4. Обработка результатов.

5. Описание выполненной работы, выводы.

Моя работа поможет научиться выращивать кристаллы в домашних и лабораторных условиях.

1. Основная часть

поваренная соль кристаллизация раствор

1.1 Опыты по растворению поваренной соли

Опыт 1.

Цель: изучить строение соли путем рассматривания её под лупой.

Оборудование: лупа, щепотка соли.

Ход работы:

Щепотку соли насыпал на блюдце, поднес лупу к соли и увидел мелкие кристаллики.

Вывод: поваренная соль состоит из кристаллов.

Опыт 2.

Цель: проверить, что происходит с кристалликом соли в воде?

Оборудование: лупа, щепотка соли, стакан с водой.

Ход работы:

В стакан с водой я положил щепотку соли, размешал, поднес лупу, увидел, что кристаллы соли уменьшаются и на глазах исчезают.

Вывод: при соприкосновении кристаллов соли с водой, они растворяются.

1.2 Процесс растворения. Насыщенный и ненасыщенный растворы. Кристаллизация. Испарение

Растворение - физико-химический процесс, протекающий между твёрдой и жидкими фазами и характеризующийся переходами твёрдого вещества в раствор.

Насыщенный раствор - раствор, в котором растворённое вещество при данных условиях достигло максимальной концентрации и больше не растворяется.

Ненасыщенный раствор- раствор, в котором концентрация растворённого вещества меньше, чем в насыщенном растворе, и в котором при данных условиях можно растворить ещё некоторое его количество.

Кристаллизация - процесс перехода тела из жидкого состояния в твёрдое, причём оно принимает более или менее правильную геометрическую форму кристалла.

Испарение - физический процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное (пар) с поверхности жидкости.

1.3 Опыты по выращиванию кристаллов

Опыт № 3.

Цель: получить насыщенный раствор поваренной соли.

Оборудование: соль, вода, стакан.

Ход работы:

Приготовил ёмкость-стакан отмерил две части воды и одну часть поваренной соли. Попросил взрослого нагреть мне две части воды. Залил горячей водой одну часть поваренной соли в стеклянный стакан и помешивал до тех пор, пока она не перестала растворяться. В стакане растворилась только часть соли. Дальнейшие добавки соли у меня не растворялись и легли на дно стакана в виде осадка. Когда соль совсем перестала растворяться я слил получившийся раствор в другой стакан, чтобы на дно стакана с раствором не попало ни одной крупинки.

Вывод: я получил насыщенный раствор для опыта.

Опыт № 4.

Цель: выращивание кристаллов.

Оборудование: два стакана: стакан №1 с насыщенным раствором поваренной соли, стакан №2 со слабым (ненасыщенным)раствором поваренной соли, две нитки с кристалликами- «затравками».

Ход работы:

Помещаем в каждый стакан нитки с кристалликами- «затравками и начинаем вести наблюдение.

Дневник наблюдений:

1. Что происходит в стакане № 1, определить пока трудно.

2. В стакане № 2 происходит процесс растворения кристалла - «затравки», так как в стакане находится ненасыщенный раствор соли.

1. В стакане № 1 идет процесс кристаллизации.

2. В стакане № 2 кристалл-«затравка» растворился, то есть закончился процесс растворения.

3. Понижение уровня раствора в стаканах связано с испарением воды.

Выводы: 1. В стакане № 1 идет процесс кристаллизации.

1. Испарением воды продолжается.

Другие файлы:

Основные виды кристаллов. Естественный и искусственный рост кристаллов. Выращивание кристаллов как физико-химический процесс, требуемое оборудование....

ПредисловиеК теории скоростного выращивания однородных кристалловСкоростное выращивание кристаллов по методу А.А.ШтернбергаСкоростное выращивание крис...

В книге в ясной и сжатой форме обобщается теоретический и экспериментальный материал в области высокотемпературной кристаллизации из расплавов.Рассмат...

Исследование источников и области применения каменной (натриевой) соли – минерала класса хлоридов и осадочной горной породы, слагающейся преимуществен...

Познавательная книга о самом обычном, часто не замечаемом, но нужном каждому продукте- поваренной соли.Когда-то за горсточку соли человека продавали в...

Вооружимся лупой и внимательно рассмотрим какое-нибудь порошкообразное тело (соль, сахарный песок, соду, лекарственные порошки и т. п.). Мы увидим, что отдельные крупинки этих порошков представляют собой тела, ограниченные плоскими, как бы шлифованными гранями. Эти грани образуют между собой определенные углы, у разных веществ, вообще говоря, разные (рис. 439). Наличие таких естественных граней служит признаком того, что вещество находится в кристаллическом состоянии.

Рис. 439. а) Кристаллик льда имеет форму шестиугольной призмы, боковые грани которой образуют углы . б) Кристалл поваренной соли имеет форму куба

Иногда тело представляет собой один кристалл. Примером этого могут служить крупинки сахарного песка. Такие тела называют монокристаллами или просто кристаллами. Некоторые вещества могут образовывать весьма большие кристаллы (рис. 440), иногда очень правильной формы. В других случаях тело представляет собой множество мелких, причудливым образом сросшихся между собой кристаллов, иногда чрезвычайно мелких. Примером этого может служить кусок сахара-рафинада, кусок любого металла и т. п. Такие тела называют поликристаллическими.

Рис. 440. Крупный кристалл кварца (горного хрусталя), найденный на Урале

Естественное образование граней на кристалле - только один из признаков кристаллического состояния вещества. Наиболее общим признаком является различие физических свойств тела по разным направлениям. Прежде всего бросается в глаза неодинаковая механическая прочность в разных направлениях кристалла. Кристаллы легче всего раскалываются по определенным плоскостям. Например, кристаллы слюды, имеющие вид тонких пластинок, очень легко разделяются на еще более тонкие пластинки. Если разбить кристалл соли, показанный на рис. 439, б, то получатся более мелкие кристаллы той же формы. Тела, состоящие из одного или нескольких одинаково расположенных кристаллов, легче деформируются в одном направлении, чем в другом. Это, например, относится к кускам льда (рис. 441). По своим механическим свойствам брусок из озерного или речного льда похож на стопу стеклянных пластин, соединенных не вполне затвердевшим клеем.

Рис. 441. а) Брусок , вырезанный определенным образом из большого кристалла льда, положенный на две опоры, при действии на его середину силы медленно прогибается, б) Такого же размера брусок , вырезанный в направлении, перпендикулярном к направлению , при действии той же силы сохраняет свою форму, а при увеличении силы разрушается

Теплопроводность некоторых кристаллов по различным направлениям также неодинакова. Покроем кристаллик гипса и стеклянную пластинку тонким слоем парафина и прикоснемся к ним накаленной иглой. Мы увидим, что вокруг иглы парафин расплавится, причем площадь, где парафин расплавился, на кристалле имеет вид эллипса (рис. 442), в то время как на стекле получается круг. Это и доказывает, что, в отличие от стекла, кристалл гипса проводит тепло в разных направлениях неодинаково.

Рис. 442. а) При прикосновении раскаленной иглы к точке тонкой пластинки на противоположной стороне плавится парафин, б) Пластинка - кристалл гипса; площадь, на которой расплавился парафин, имеет форму эллипса, в) Пластинка стеклянная; площадь имеет форму круга

Многие кристаллы при нагревании расширяются неодинаково в разных направлениях. Для характеристики таких кристаллов в отношении теплового расширения требуется знать не один, а три коэффициента линейного расширения (например, по трем взаимно перпендикулярным направлениям). Интересно отметить, что некоторые кристаллы при нагревании по одним направлениям расширяются, а по другим сжимаются (в этих направлениях коэффициенты линейного расширения являются отрицательными величинами; примерами таких кристаллов являются кристаллы графита или теллура). Оптические и электрические свойства кристаллов также зависят от направления.

Образование плоских граней у кристаллов - проявление сходного свойства кристаллов в отношении роста. Если бы кристалл рос по всем направлениям с одинаковой скоростью, то, очевидно, получилось бы тело в форме шара. Надо отметить, что зависимость свойств кристаллов от направления не всегда имеет место для всех свойств. Например, кристалл меди, имеющий форму куба, характеризуется по всем направлениям одной и той же электропроводностью и теплопроводностью, но упругость его зависит от направления.

В отношении различия свойств по разным направлениям кристалл напоминает собой кусок дерева. Дерево тоже легко раскалывается вдоль волокон, тогда как в направлении, перпендикулярном к волокнам, оно значительно более прочно. Дерево также имеет различную теплопроводность в разных направлениях (вдоль волокон и поперек их) и т. д. Однако между свойствами кристалла и дерева есть очень важное различие.

Строение дерева в середине ствола и в его наружных частях различно; ствол имеет сердцевину, вблизи нее годовые кольца малы, вдалеке - больше. Таким образом, дерево неоднородно. Кусок дерева от сердцевины имеет одни свойства, годен на одни поделки; кусок, близкий к коре, имеет более плоские слои и подходит для других изделий (рис. 443). Кристаллы же - совершенно однородные тела. У кристалла нет «середины», все части куска кристалла имеют одни и те же свойства.

Рис. 443. Строение дерева вблизи сердцевины и вблизи края различно

Все вышесказанное относится к монокристаллам. С поликристаллическими телами дело обстоит иначе. Так как они представляют собой беспорядочные скопления много численных мелких кристаллов, то однородность их значительно меньше, чем у монокристаллов. С другой стороны, в поликристаллах не наблюдается различия в свойствах по разным направлениям. Объясняется это тем, что по любому направлению, проведенному внутри тела, встречается множество кристалликов, повернутых самым различным образом. Поэтому электропроводность, теплопроводность и вообще любое свойство тела являются некоторой средней величиной, относящейся ко всем этим многочисленным кристалликам. Это среднее значение одинаково для всех направлений внутри тела.

Размеры кристалликов, из которых состоит поликристаллическое тело, существенно влияют на прочность этого тела. Один и тот же материал (например, сталь определенного состава), состоящий из мелких кристалликов, обычно прочнее, чем тот же материал, состоящий из более крупных кристалликов. Если, например, в вольфрамовой нити, из которой изготовляют волосок лампы накаливания, образуется кристаллик настолько большой, что он займет все сечение нити, то волосок сломается непременно в этом месте. Иногда кристаллики, срастаясь между собой, образуют волокна. Это способствует увеличению прочности. Мы видим теперь, что строение поликристаллического тела имеет огромное значение для техники.

Итак, поликристаллическое тело с беспорядочно расположенными кристалликами по своим свойствам похоже на некристаллическое тело. Это было одной из причин, почему раньше считали, что кристаллическое состояние не очень распространено в природе. В 1912 г. был открыт новый способ исследования строения тел - при помощи рентгеновских лучей. Этим методом было установлено, что подавляющее количество окружающих нас тел - все металлы, все минералы, растительные волокна, белковые вещества, сажа и т. д. - состоит из кристаллов, иногда настолько, мелких, что их нельзя рассмотреть даже в микроскоп, дающий большое увеличение.

264.1. Рассмотрите в сильную лупу изломы разных металлов: чугуна, меди и т. п. Найдите в них грани мелких кристаллов, составляющих данный кусок металла.