Structura și proprietățile cristalelor. Proprietăți fizice speciale ale cristalelor
Cristalele sunt una dintre cele mai frumoase și mai misterioase creații ale naturii. Este dificil acum să numim acel an îndepărtat din zorii dezvoltării omenirii, când privirea atentă a unuia dintre strămoșii noștri a scos în evidență printre stâncile pământului mici pietre strălucitoare, asemănătoare cu complexe. figuri geometrice, care în curând au început să servească drept bijuterii prețioase.
Vor trece câteva milenii, iar oamenii își vor da seama că împreună cu frumusețea pietrelor naturale, cristalele au intrat în viața lor.
Cristalele se găsesc peste tot. Mergem pe cristale, construim din cristale, procesăm cristale, creștem cristale în laborator, creăm dispozitive, folosim pe scară largă cristale în știință și tehnologie, suntem tratați cu cristale, le găsim în organismele vii, pătrundem în secretele structurii cristalelor.
Cristalele care zac pe pământ sunt infinit de diverse. Dimensiunile poliedrelor naturale ajung uneori la creșterea umană și nu numai. Există cristale-petale mai subțiri decât hârtia și cristale în straturi groase de câțiva metri. Sunt cristale mici, înguste, ascuțite, ca niște ace, și sunt uriașe, ca niște coloane. În unele zone din Spania, astfel de coloane de cristal sunt plasate pentru poartă. Muzeul Institutului Minier din Sankt Petersburg stochează un cristal de cristal de rocă (cuarț) înalt de peste un metru și cântărind mai mult de o tonă. Multe cristale sunt perfect pure și transparente ca apa.
Cristale de gheață și zăpadă
Cristalele de apă înghețată, adică gheața și zăpada, sunt cunoscute de toată lumea. Aceste cristale acoperă întinderile vaste ale Pământului timp de aproape jumătate de an, se întind pe vârfurile munților și alunecă din ei ca ghețari, plutesc ca aisberguri în oceane. Stratul de gheață al unui râu, o masă a unui ghețar sau a unui aisberg nu este, desigur, un cristal mare. O masă densă de gheață este de obicei policristalină, adică compusă din multe cristale individuale; nu se disting întotdeauna, pentru că sunt mici și toți crescuți împreună. Uneori, aceste cristale pot fi văzute în topirea gheții. Fiecare cristal de gheață, fiecare fulg de zăpadă, este fragil și mic. Se spune adesea că zăpada cade ca puful. Dar chiar și această comparație, s-ar putea spune, este prea „grea”: un fulg de zăpadă este mai ușor decât un puf. Zece mii de fulgi de zăpadă alcătuiesc greutatea unui ban. Dar, combinate în cantități uriașe împreună, cristalele de zăpadă pot opri trenul, formând blocaje de zăpadă.
Cristalele de gheață pot distruge o aeronavă în câteva minute. Glazura - un inamic teribil al aeronavelor - este, de asemenea, rezultatul creșterii cristalelor.
Aici avem de-a face cu creșterea cristalelor din vapori suprarăciți. ÎN straturile superioare atmosferă, vapori de apă sau picături de apă, pot fi păstrate pentru o perioadă lungă de timp în stare suprarăcită. Superrăcirea în nori ajunge la -30. Dar de îndată ce un avion zburător se sparge în acești nori suprarăciți, aceeași oră începe o cristalizare violentă. Instantaneu, avionul este acoperit cu o grămadă de cristale care cresc rapid.
Pietre prețioase
Încă din cele mai vechi timpuri ale culturii umane, oamenii au apreciat frumusețea pietre pretioase. Diamantul, rubinul, safirul și smaraldul sunt cele mai scumpe și preferate pietre. Ele sunt urmate de alexandrit, topaz, cristal de stâncă, ametist, granit, acvamarin, crisolit. Turcoazul albastru cer, perlele delicate și opalul irizat sunt foarte apreciate.
Vindecarea și diversele proprietăți supranaturale au fost atribuite de mult timp pietrelor prețioase, iar cu acestea au fost asociate numeroase legende.
Pietrele prețioase au servit ca măsură a bogăției prinților și împăraților.
În muzeele Kremlinului din Moscova, puteți admira o colecție bogată de pietre prețioase care au aparținut cândva Familia regalăși un mic grup de oameni bogați. Se știe că pălăria prințului Potemkin - Taurida era atât de împânzită cu diamante și din această cauză era atât de grea încât proprietarul nu o putea purta pe cap, adjutantul purta pălăria în mâini în spatele prințului.
Printre comorile fondului de diamante al Rusiei se numără unul dintre cele mai mari și mai frumoase diamante din lume „Shah”.
Diamantul a fost trimis de șahul Persiei țarului rus Nicolae I ca răscumpărare pentru uciderea ambasadorului rus Alexandru Sergheevici Griboyedov, autorul comediei Vai de minte.
Patria noastră este bogată în pietre prețioase decât orice altă țară din lume.
Cristale în Univers
Nu există un singur loc pe Pământ în care să nu existe cristale. Pe alte planete, pe stelele îndepărtate, cristalele apar continuu, cresc și se descompun tot timpul.
În extratereștrii spațiului - meteoriți există cristale cunoscute pe Pământ și nu se găsesc pe Pământ. Într-un meteorit uriaș care a căzut în februarie 1947 în Orientul Îndepărtat, s-au găsit cristale de fier de nichel lungi de câțiva centimetri, în timp ce în condiții terestre cristalele naturale ale acestui mineral sunt atât de mici încât pot fi văzute doar cu un microscop.
2. Structura și proprietățile cristalelor
2. 1 Ce sunt cristalele, formele cristaline
Cristalele se formează la o temperatură destul de scăzută când mișcarea termică atât de încet încât nu distruge o anumită structură. trăsătură caracteristică starea solidă a materiei este constanța formei sale. Aceasta înseamnă că particulele sale constitutive (atomi, ioni, molecule) sunt rigid interconectate și mișcarea lor termică are loc ca o oscilație în jurul punctelor fixe care determină distanța de echilibru dintre particule. Poziția relativă a punctelor de echilibru în întreaga substanță trebuie să asigure un minim de energie pentru întregul sistem, care se realizează cu aranjarea lor ordonată în spațiu, adică într-un cristal.
Un cristal, conform definiției lui G. W. Wulff, este un corp limitat datorită proprietăților sale interne de suprafețe plane - fețe.
În funcție de dimensiunile relative ale particulelor care formează cristalul și de tipul de legătură chimică dintre acestea, cristalele au o formă diferită, determinată de modul în care sunt conectate particulele.
În conformitate cu forma geometrică a cristalelor, există următoarele sisteme cristaline:
1. cubic (multe metale, diamant, NaCl, KCl).
2. Hexagonal (H2O, SiO2, NaNO3),
3. Tetragonal (S).
4. Rombic (S, KNO3, K2SO4).
5. Monoclinic (S, KCl03, Na2S04*10H2O).
6. Triclinic (K2C2O7, CuSO4*5 H2O).
2.2 Proprietăţile fizice ale cristalelor
Pentru un cristal din această clasă, se poate specifica simetria proprietăților sale. Deci cristalele cubice sunt izotrope în ceea ce privește transmisia luminii, conductivitatea electrică și termică, dilatarea termică, dar sunt anizotrope în ceea ce privește elasticul, proprietăți electrice. Cele mai anizotrope cristale de singonie joase.
Toate proprietățile cristalelor sunt interconectate și sunt determinate de structura atomo-cristal, de forțele de legătură dintre atomi și de spectrele energetice ale electronilor. Unele proprietăți, de exemplu: electrice, magnetice și optice, depind în mod semnificativ de distribuția electronilor pe niveluri de energie. Multe proprietăți ale cristalelor depind în mod decisiv nu numai de simetrie, ci și de numărul de defecte (rezistență, plasticitate, culoare și alte proprietăți).
Izotropie (din grecescul isos - egal, același și tropos - întoarcere, direcție) independența proprietăților mediului față de direcție.
Anizotropia (din grecescul anisos - inegal și tropos - direcție) este dependența proprietăților unei substanțe de direcție.
Cristalele sunt populate cu multe defecte diferite. Defectele, parcă, însuflețesc cristalul. Datorită prezenței defectelor, cristalul dezvăluie o „amintire” a evenimentelor la care a devenit participant sau când a fost, defectele ajută cristalul să se „adapte” la mediu. Defectele modifică calitativ proprietățile cristalelor. Chiar și în cantități foarte mici, defectele îi afectează foarte mult proprietăți fizice, care sunt complet sau aproape absente într-un cristal ideal, fiind, de regulă, „favorabile din punct de vedere energetic”, defectele creează în jurul lor zone de activitate fizică și chimică crescută.
3. Creșterea cristalelor
Cultivarea cristalelor este o activitate incitantă și, poate, cea mai simplă, mai accesibilă și mai ieftină pentru chimiștii începători, cât mai sigură în ceea ce privește TB. Pregătire atentă perfecționează abilitățile în capacitatea de a manipula substanțele cu atenție și de a organiza în mod corespunzător planul de lucru.
Creșterea cristalelor poate fi împărțită în două grupuri.
3.1 Formarea cristalelor naturale în natură
Formarea cristalelor în natură (creșterea naturală a cristalelor).
Peste 95% din toate rocile din care este compusă Scoarta terestra, s-au format în timpul cristalizării magmei. Magma este un amestec de multe substanțe. Toate aceste substanțe temperaturi diferite cristalizare. Prin urmare, în timpul răcirii, magma este împărțită în părți: apar primele cristale ale substanței cu cea mai mare temperatură de cristalizare și încep să crească în magmă.
Cristalele se formează și în lacurile sărate. Vara, apa lacurilor se evaporă rapid și cristale de sare încep să cadă din ea. Doar lacul Baskunchak din stepa Astrakhan ar putea furniza sare multor state timp de 400 de ani.
Unele organisme animale sunt „fabrici” de cristale. Coralii formează insule întregi, construite din cristale microscopice de var carbonic.
Piatra prețioasă de perle este, de asemenea, construită din cristale pe care le produce midii de perle.
Pietrele biliare din ficat, la rinichi și la vezica urinară care provoacă boli umane grave sunt cristalele.
3.2 Creșterea cristalelor artificiale
Creșterea artificială a cristalelor (creșterea cristalelor în laboratoare, fabrici).
Creșterea cristalelor este un proces fizic și chimic.
Solubilitatea substanțelor în diferiți solvenți poate fi atribuită fenomenelor fizice, deoarece are loc distrugerea rețelei cristaline, căldura este absorbită în acest caz (un proces exotermic).
Există și un proces chimic - hidroliza (reacția sărurilor cu apa).
Atunci când alegeți o substanță, este important să luați în considerare următoarele fapte:
1. Substanța nu trebuie să fie toxică
2. Substanța trebuie să fie stabilă și suficient de pură din punct de vedere chimic
3. Capacitatea unei substanțe de a se dizolva într-un solvent disponibil
4. Cristalele rezultate trebuie să fie stabile
Există mai multe metode de creștere a cristalelor.
1. Prepararea soluțiilor suprasaturate cu cristalizare ulterioară într-un vas deschis (tehnica cea mai comună) sau unul închis. Închis - o metodă industrială, pentru implementarea sa un imens vas de sticlă cu un termostat care simulează o baie de apă. Vasul conține o soluție cu o sămânță gata preparată, iar la fiecare 2 zile temperatura scade cu 0,1°C; această metodă face posibilă obținerea de monocristale pure și corecte din punct de vedere tehnologic. Dar necesită costuri ridicate electricitate și echipamente scumpe.
2. Evaporarea unei soluții saturate cale deschisă atunci când evaporarea treptată a unui solvent, de exemplu, dintr-un vas slab închis cu o soluție de sare, poate da ea însăși naștere la cristale. Calea închisă presupune menținerea soluției saturate într-un desicator peste un desicant puternic (oxid de fosfor(V) sau acid sulfuric concentrat).
II. Partea practică.
1. Creșterea cristalelor din soluții saturate
Baza pentru creșterea cristalelor este o soluție saturată.
Instrumente și materiale: sticlă 500 ml, hârtie de filtru, apă fiartă, lingură, pâlnie, săruri CuSO4 * 5H2O, K2CrO4 (cromat de potasiu), K2Cr2O4 (bicromat de potasiu), alaun de potasiu, NiSO4 (sulfat de nichel), NaCl (clorură de sodiu), C12H22O11 (zahăr).
Pentru a prepara o soluție de sare, luăm un pahar curat, bine spălat, de 500 ml. se toarnă în el apă fierbinte (t=50-60C) 300ml. se toarnă substanța într-un pahar în porții mici, se amestecă, obținând dizolvarea completă. Când soluția este „saturată”, adică substanța va rămâne în partea de jos, adăugați mai multe substanțe și lăsați soluția la temperatura camerei pentru o zi. Pentru a preveni pătrunderea prafului în soluție, acoperiți sticla cu hârtie de filtru. Soluția ar trebui să se dovedească a fi transparentă, un exces de substanță sub formă de cristale ar trebui să cadă pe fundul paharului.
Se scurge soluția preparată din precipitatul de cristale și se pune într-un balon termorezistent. De asemenea, puneți puțină substanță chimic pură (cristale precipitate). Se încălzește balonul într-o baie de apă până se dizolvă complet. Soluția rezultată se încălzește încă 5 minute la t = 60-70C, se toarnă într-un pahar curat, se înfășoară într-un prosop, se lasă la răcit. După o zi, pe fundul paharului se formează mici cristale.
2. Realizarea prezentării „Cristale”
Facem poze cu cristalele rezultate, folosind capacitățile internetului, pregătim o prezentare și o colecție de „Cristale”.
Realizarea unei imagini folosind cristale
Cristalele au fost întotdeauna renumite pentru frumusețea lor, motiv pentru care sunt folosite ca bijuterii. Ei decorează haine, vase, arme. Cristalele pot fi folosite pentru a crea tablouri. Am pictat peisajul „Apus de soare”. Cristalele crescute sunt folosite ca material pentru realizarea peisajului.
Concluzie
În această lucrare, a fost spusă doar o mică parte din ceea ce se știe despre cristale în prezent, cu toate acestea, aceste informații au arătat și cât de extraordinare și misterioase sunt cristalele în esența lor.
În nori, pe vârfurile munților, în deșerturile nisipoase, mări și oceane, în laboratoare științifice, în celule vegetale, în organisme vii și moarte - vom întâlni cristale peste tot.
Dar poate cristalizarea materiei are loc doar pe planeta noastră? Nu, acum știm că pe alte planete și stele îndepărtate, cristalele apar, cresc și se descompun continuu. Meteoriții, mesagerii spațiali, constau și ei din cristale, iar uneori includ substanțe cristaline care nu se găsesc pe Pământ.
Cristalele sunt peste tot. Oamenii sunt obișnuiți să folosească cristale, să facă bijuterii din ele, să le admire. Acum că metodele de creștere artificială a cristalelor au fost studiate, domeniul de aplicare a acestora s-a extins și, probabil, viitorul cele mai noi tehnologii aparține cristalelor și agregatelor cristaline.
Abia în secolul al XVII-lea, umanitatea modernă a redescoperit cristalele pentru ea însăși. Data nașterii cristalografiei, știința care studiază cristalele, este considerată a fi 1669.
Deși cristalografia științifică a apărut în secolul al XVII-lea, baza teoretica despre structura cristalelor și metodele pentru studiul lor au fost stabilite abia în secolul al XIX-lea. În secolul al XX-lea, aceste descoperiri au găsit implementare practică în diferite domenii ale vieții umane. Cristalele au devenit utilizate pe scară largă în diverse domenii ale științei și tehnologiei. Viitorul este și al lor.
Cristalele ne înconjoară din toate părțile. Ei sunt fundația lume fizică. Aproape toate mineralele sunt compuse din ele, inclusiv bazalt, granit, calcar și marmură. Toate metalele și majoritatea nemetalelor sunt compuse din ele: cauciuc, oase, păr, celuloză și multe altele.
Trăim într-o lume a cristalelor. Case, bărci, autobuze, avioane, rachete, cuțite și furculițe... totul este alcătuit din ele.
Chiar și în alimente consumăm substanțe cristaline: sare, zahăr, ca să nu mai vorbim de medicamentele în tablete și pulberi pe care le luăm în timpul bolii.
Nu există niciun loc pe Pământ unde să nu existe cristale. Da, și în univers sunt răspândite, deoarece servesc drept bază materială.
În 1669, medicul danez N. Stenon a făcut o descoperire importantă, a constatat că în cristalele formate din aceeași substanță, unghiurile dintre fețele adiacente sunt întotdeauna aceleași, indiferent de forma și dimensiunea cristalului.
Aceasta înseamnă că fiecare cristal are propriul său unghi unic între fețe.
Această descoperire a intrat în cristalografie ca legea constanței unghiurilor. Astfel, dacă se cunoaște unghiul dintre fețe, atunci este posibil să se determine substanța cristalului fără a recurge la analize chimice sau fizice. Trebuie doar să le comparăm cu unghiurile cristalelor cunoscute.
În plus, același Stenon a fost primul care a propus o versiune remarcabilă conform căreia cristalele nu cresc din interior, așa cum se observă la plante, ci din exterior, prin suprapunerea unor noi particule pe planurile exterioare.
Cristalele sunt formate din atomi, ioni și molecule. Aceste particule sunt aranjate strict ordine anume, formând o rețea spațială. Atomii și ionii sunt ținuți în ei prin forțe de atracție și repulsie. Nu stau pe loc, ci fluctuează constant.
Fiecare cristal are al lui forma caracteristica, care depinde nu numai de mediul în care a crescut, ci și de structura rețelei spațiale. Forma rețelei determină și proprietățile cristalului însuși. În acest sens, cel mai indicativ exemplu este diamantul și grafitul, rețele spațiale, care sunt formate din atomi ai aceluiași element - carbon.
Grafitul este un mineral negru, moale și ductil, conducător electricitate si rezistent la foc. Și totul pentru că rețeaua sa constă, parcă, din straturi, a căror legătură nu este la fel de puternică ca între atomii individuali din acest strat. Astfel de straturi sunt ușor de mutat unul față de celălalt cu o presiune ușoară, pe care o observăm atunci când scriem cu un creion. El, așa cum am ghicit deja, este grafit.
Dar diamantul este exact opusul grafitului. Este transparent, depășește alte cristale ca rezistență, dar nu conduce curentul și arde ușor într-un curent de oxigen. Este aproape de două ori mai greu decât grafitul. „Vinovat” în toate acestea este rețeaua lui spațială. Este tridimensional și fiecare atom din el este strâns legat de alți patru.
Cristalele sunt solide și pot fi lichide dacă moleculele lor au capacitatea de a se orienta într-o direcție „deodată” sau în grupuri-straturi sau în alte moduri.
În cele din urmă, „cristalele” pot fi pur energetice, invizibile, dar știința cristalografiei nu s-a ocupat încă de astfel de „fantome”.
Într-un cristal, fețele se intersectează la muchii, iar muchiile se intersectează la vârfuri. Fețe, muchii și vârfuri - elementele necesare fațetare.
Principalele caracteristici ale cristalelor sunt uniformitatea și planeitatea. Astfel, dacă cristalele au fețe plate, atunci compoziția lor este omogenă. Și invers: dacă substanța cristalului este omogenă, atunci are fețele plate.
Cristalele pot emite sunete, cum ar fi nisipurile cântătoare. Acest fenomen atrage atenția unui călător care se află printre dunele de nisip ale deșertului Karakum sau ale altor deșerturi.
Dintr-o dată, de nicăieri, se aud sunete neclare de cântări, dar nu e nimeni în jur, doar nisipuri. Ei scot sunete atunci când o pantă nisipoasă începe să alunece într-un vânt ușor.
Nisipurile cântătoare nu se găsesc doar în deșerturi. Melodiile armonioase apar adesea când mergi pe nisipul umed pe plajă.
Călătorul rus A. Eliseev și-a lăsat impresiile despre Sahara:
„... s-au auzit în aerul fierbinte niște sunete încântătoare, destul de înalte, melodioase, nu lipsite de armonie, cu o puternică tentă metalică. Se auzeau de pretutindeni, de parcă ar fi fost produse de spiritele invizibile deșertului...
Deșertul era tăcut, dar sunetele zburau și se topeau în atmosfera fierbinte, răsărind de undeva de sus și dispărând ca în pământ... Acum vesele, când pline de compasiune, când ascuțite și zgomotoase, când tandre și melodice, păreau a fi vorbirea ființelor vii, dar nu sunetele unui deșert mort...
Nicio nimfă a anticilor nu s-a putut gândi la ceva mai uimitor și mai minunat decât aceste cântece misterioase ale nisipurilor.
Toți cei care au auzit cântecele nisipurilor sunt surprinși de acest fenomen și mulți au încercat să-l explice. De exemplu, egiptenii antici credeau că astfel de sunete erau produsul spiritelor deșertului și aveau dreptate.
Oamenii de știință moderni cred că motivul apariției sunetelor poate fi ascuns în însăși structura unui grăunte de nisip. Se știe că conține o mulțime de cuarț și alte silice.
Cuarțul este cel mai comun oxid de siliciu din scoarța terestră. Cristalele sale au o serie de proprietăți remarcabile. Sunt bogate în forme simple, adică închise, închise. Aici puteți găsi piramide, prisme, romboedre - mai mult de cinci sute forme simple. Cuarțul se caracterizează prin formarea de gemeni - intercreșteri simetrice de cristale.
Dar nu numai diversitate forme exterioare cuarț surprinzător. Cristalul său nu are un centru de simetrie, ceea ce este un semn sigur că are proprietăți piezoelectrice.
Prin urmare, dacă un cristal este comprimat, atunci pe fețele sale perpendiculare pe direcția de compresie apar sarcini electrice opuse: pozitive - pe o față, negative - pe cealaltă.
Deci energia mecanică cu ajutorul unui cristal de cuarț este transformată în energie electrică. Dacă înlăturăm sarcina mecanică de pe cristal și începem să o întindem, atunci polaritatea sarcinilor de pe fețe se schimbă în sarcini opuse. Și asta se întâmplă într-un cristal de cuarț, care în sine este un izolator!
Acest fenomen în cristalele de cuarț a fost descoperit în 1817 de cristalograful francez R. Gayuy și din nou în 1880 de oamenii de știință francezi, frații Jean și Pierre Curie, și a fost numit piezoelectricitate. Mai târziu, au descoperit și reversibilitatea acestui efect.
S-a dovedit că un cristal de cuarț ar putea fi comprimat sau întins dacă pe fețele lui s-ar crea sarcini electrice opuse. În acest caz, energia electrică a fost transformată în energie mecanică.
Această proprietate a cristalului dă motive să credem că cântarea nisipurilor deșertului este asociată cu șederea spiritelor. Din moment ce spiritele deșertului sunt entități demonice care reprezintă mișcarea haotică a electronilor.
Entităților demonice le lipsește miezul și magnetismul. Ele reprezintă un vid care este înconjurat de electroni care se mișcă aleatoriu. Astfel, entitățile demonice sunt purtătoare ale unei sarcini electrice, care provoacă tensiune pe suprafața moleculelor de cristal.
Ca urmare a acestui impact, cristalele de nisip sunt comprimate și nestrânse, provocând vibrarea aerului, care se manifestă sub formă de sunete.
Cântarea nisipurilor are un efect puternic asupra psihicului uman, provocând frică instinctivă. Motivul acestei frici poate fi explicat prin faptul că sufletul omenesc, în cântarea nisipurilor, prinde „respirația” morții, purtătoarea căreia este o esență demonică.
Omul, animalul și planta, ca organisme vii, nu pot, ca o entitate demonică, să îndure tensiunea și să influențeze cristalele, nu pot determina nisipul să cânte. Deoarece sistemul atomic al celulelor vii ale corpurilor organice produce vibraţii de o frecvenţă diferită şi inductie electromagnetica, ceea ce face ca sistemul corpului să fie închis în ceea ce privește acțiunea electrică. Adică energia electrică a corpului este captată de propriul câmp magnetic, care o controlează.
Și numai în cazul în care spiritualitatea unei persoane scade, ceea ce reduce potențialul camp magnetic corpul său, poate forma un exces energie electricași stres suplimentar. Este această tensiune pe care o captează și o îndură forța demonică. Acest exces de electricitate afectează negativ în primul rând structurile cristaline ale organismului uman însuși, iar apoi corpurile cristaline care îl înconjoară. De exemplu, pe Bijuterii purtat de persoana respectiva. Prin urmare, în antichitate, în funcție de starea pietrelor de amuletă, ei au prezis starea sănătății umane și chiar viitorul lor. Atentie la lapte, care este sensibil la prezenta in casa spirite rele.
În urma cercetărilor, s-a constatat că cuarțul sub forma unei plăci decupate dintr-un corp de cristal are o elasticitate atât de mare încât poate oscila la o frecvență foarte mare, comprimându-se și întinzându-se succesiv la schimbarea polarității. câmp electric.
Cuarțul poate vibra pe o gamă largă de frecvențe, creând unde acustice și electrice, adică cântând. Când o avalanșă de nisip alunecă de pe o dună sau o masă de nisip se prăbușește, straturile de nisip subiacente suferă o presiune variabilă din partea stratului în mișcare. Se comprimă sub presiune și se „îndreaptă” când presiunea este redusă. Cristalele de cuarț prezente în boabele de nisip încep să oscileze, să vibreze, generând unde acustice. Procese similare apar atunci când mergeți pe nisip umed.
Vibrațiile mecanice ale cristalelor de cuarț din boabele de nisip conduc la formare sarcini electrice pe fețele lor, a căror polaritate se modifică sincron cu vibrațiile mecanice ale cristalelor. Nu există doar unde acustice, ci și alternante câmp electric un anumit spectru de frecventa.
Fiecare grăunte de nisip, fiecare cristal își cântă propriul cântec la frecvența sa. Vocile lor se adună. Și acum sunete polifonice de cânt, destul de tare, gama de frecvență este largă. Este ceea ce aude urechea umană. Dar doar frecvențe joase. Frecvențe înalte urechea noastră nu percepe. Când mișcarea nisipului se oprește, vibrațiile mecanice și electrice excitate ale cristalelor de cuarț din boabele de nisip se sting, iar sunetul se oprește.
În 1957, omul de știință sovietic K. Baransky a descoperit că undele acustice pot fi excitate direct pe suprafața unui cristal, ceea ce a extins și mai mult gama de frecvențe generate. Apoi, oamenii de știință americani au crescut plafonul de frecvență cu un alt ordin de mărime.
Dacă nisipurile cântă atunci când sunt supuse unor influențe mecanice și electrice, atunci Pământul însuși cântă dintr-un motiv similar. Inima de foc pulsatorie a planetei, influența altor planete și a Soarelui provoacă mișcarea și vibrația rocilor din scoarța terestră, făcând ca Pământul să sune. Cântecul ei, care nu este perceput de urechea umană, este dus departe în spațiu.
Scoarța terestră este în continuă tensiune. Ici și colo, au loc cutremure și erupții vulcanice, eliberând zonele periculoase de supraîncărcarea entităților demonice asupra lor - goluri fără spirit.
Numărul cutremurelor de pe Pământ ajunge la o sută de mii pe an. Din numărul total cutremure cutremure puternice au loc până la o mie pe an.
Din centrele de deformare ai scoarței terestre, vibrațiile sunt transmise pe distanțe mari. Viteza de propagare a undelor este foarte mare. În roci de granit pt unde longitudinale este mai mult de 5000 de metri pe secundă, pentru transversal - aproximativ 2509 de metri pe secundă.
Pe drum, undele pământului fie comprimă rocile, fie le întind, provocând formarea unor sarcini electrice puternice de polaritate diferită. Sunt deosebit de mari în epicentrul de compresiune sau extensie, unde rocile pământului suferă deformații foarte puternice, până la rupere.
Descărcările electrice sub forma celui mai puternic fulger subteran s-au răspândit rapid prin zonele cu cea mai mică rezistență și adesea străpung din adâncuri până la suprafața Pământului, lăsând roci solide topite sau găuri rotunde ciudate.
Nu este nimic ciudat în faptul că Pământul sună. Rocile sale dure, bazalt, granite, gresie și altele au o structură cristalină. Conțin multe formațiuni de cuarț. Când cristalele sunt deformate, nu apar doar unde acustice și electrice, ci și alte procese fizice și chimice au loc pe parcurs.
vuiet teribil de furtuni adânci „auzi” multe animale, păsări, insecte. Ei pot fi chiar „anunțatori” ai unei greve subterane care se apropie. Și numai o persoană, de regulă, este prinsă pe neprevăzute. Din moment ce a încetat să se mai perceapă pe sine ca parte a naturii și să urmărească procesele în desfășurare în natură.
Pe lângă „cântat”, cristalele vibrează într-o anumită gamă a spectrului de lumină, astfel încât își dobândesc propria culoare, de exemplu, pietrele de bijuterii. Pietrele sunt transparente si cu un luciu puternic capabil sa transmita si sa modifice energia radianta. Culoarea mineralelor este asociată cu includerea în rețeaua lor cristalină a ionilor metalici care își schimbă cu ușurință valența și sunt capabili să-și cedeze electronii cu o cantitate minimă de energie.
Unii dintre acești electroni „rătăcesc” printre atomii rețelei cristaline, interacționând cu ei, schimbând energie cu ei. Ca urmare, perturbările locale ale rețelei cristaline apar în cristal și își schimbă continuu modelul. Astfel, cristalul își trăiește intens „viața interioară”, ale cărei manifestări exterioare alcătuiesc seturile de proprietăți „magice” ale pietrelor-amulete.
Fierul, cuprul, manganul, cromul și elementele pământurilor rare aparțin unor astfel de metale, impurități ale compușilor, care schimbă vizibil silueta energetică a cristalului.
Cristale și proprietățile lor
În funcție de structura internă, cristalin și amorf corpuri solide.
cristalin numiți solide formate din particule de material amplasate geometric corect în spațiu - ioni, atomi sau molecule. Aranjamentul lor ordonat și regulat formează o rețea cristalină în spațiu - o formațiune periodică tridimensională nesfârșită. Ea distinge noduri (puncte individuale, centre de greutate ale atomilor și ionilor), rânduri (un set de noduri situate pe o linie dreaptă) și grile plate (plane care trec prin oricare trei noduri). corect din punct de vedere geometric formă cristalină datorită în primul rând strict naturale structura interna. Grilele rețelei cristaline corespund fețelor unui cristal real, intersecțiile grilelor - rânduri - marginilor cristalelor, iar intersecțiile marginilor - vârfurilor cristalelor. Cele mai cunoscute minerale și roci, inclusiv materiale de construcție din piatră, sunt solide cristaline.
Toate cristalele au o serie de lucruri în comun. proprietăți de bază.
Uniformitatea structurii- același model poziție relativă atomi în toate părțile volumului rețelei sale cristaline.
Anizotropie- diferența dintre proprietățile fizice ale cristalelor (conductivitate termică, duritate, elasticitate și altele) în direcțiile paralele și neparalele ale rețelei cristaline. Proprietățile cristalelor sunt aceleași în direcții paralele, dar nu aceleași în cele neparalele.
Capacitatea de a se autolimita, adică ia forma unui poliedru regulat cu creștere liberă a cristalelor.
Simetrie- posibilitatea de a combina un cristal sau părți ale acestuia prin anumite transformări simetrice corespunzătoare simetriei rețelelor lor spațiale.
Amorfii sau mineraloizii sunt numiți solide, caracterizați printr-o aranjare dezordonată, haotică (ca într-un lichid) a particulelor sale constitutive (atomi, ioni, molecule), de exemplu, sticlă, rășini, materiale plastice etc. O substanță amorfă se distinge prin proprietăți izotrope, absența unei temperaturi de topire clar definite și a formei geometrice naturale.
Studiul formelor cristaline ale mineralelor a arătat că lumea cristalelor se distinge prin simetrie, care se observă bine în forma geometrică a tăieturii lor.
Un obiect este considerat simetric dacă poate fi combinat cu el însuși prin anumite transformări: rotații, reflexii în planul oglinzii, reflexie în centrul de simetrie. Imaginile geometrice (plane auxiliare, drepte, puncte), cu ajutorul cărora se realizează alinierea, se numesc elemente de simetrie. Acestea includ axe de simetrie, planuri de simetrie, centru de simetrie (sau centru de inversare).
Centrul de simetrie este un punct special din interiorul figurii, atunci când este trasat prin care orice linie dreaptă se va întâlni la o distanță egală față de ea, aceleași părți opuse ale figurii. Planul de simetrie este un plan imaginar care împarte o figură în două părți egale, astfel încât una dintre părți să fie o imagine în oglindă a celeilalte. Axa de simetrie este o linie dreaptă imaginară, când este rotită în jurul ei la un anumit unghi, aceleași părți ale figurii se repetă.
Minerale caracterizate printr-o structură cristalină au anumit tip rețea cristalină, particulele în care sunt ținute prin legături chimice. Pe baza conceptului de electroni de valență, există patru tipuri principale de legături chimice:
1) ionic sau heteropolar (halit mineral),
2) covalent sau homeopolar (mineral-diamant),
3) metalice (mineral-aur),
4) moleculară sau van der Waals. Natura legăturii afectează proprietățile substanțelor cristaline (fragilitate, duritate, maleabilitate, punct de topire etc.). Un singur tip de legătură (structură homodesmică) sau mai multe tipuri (structură heterodesmică) pot fi prezente într-un cristal.
Cristale naturale... Se mai numesc si pietre frumoase, rare sau solide. Ne imaginăm o piatră de cristal ca un poliedru mare, luminos, transparent sau incolor, cu margini strălucitoare perfecte. În viață, întâlnim adesea astfel de substanțe solide sub formă de boabe de formă neregulată, boabe de nisip, fragmente. Dar proprietățile lor sunt aceleași cu cele ale cristalelor mari perfecte. Plonjează-te cu noi în lumea magică pietre naturale cristale, familiarizați-vă cu structura, formele, tipurile lor. Ei bine, hai să mergem...
Misterul cristalelor
Lumea cristalelor este frumoasă și misterioasă. Pietricelele multicolore ne-au atras si ne-au atras prin frumusetea lor inca din copilarie. Le simțim misterul la nivel intuitiv și le admirăm frumusețea naturală. Oamenii și-au dorit întotdeauna să știe cât mai multe despre solidele naturale, despre proprietățile cristalelor, despre formarea formelor, creșterea și structura lor.
Lumea acestor pietre este atât de neobișnuită încât vrei să privești în interiorul lor. Ce vom vedea acolo? O imagine a unor rânduri strict ordonate de atomi, molecule și ioni care se întind la nesfârșit, se va deschide în fața ochilor tăi. Toți respectă cu strictețe legile care guvernează în lumea pietrelor de cristal.
Substanțele cristaline sunt foarte răspândite în natură, deoarece toate rocile sunt compuse din ele. Întreaga scoarță terestră este formată din roci. Se pare că aceste substanțe neobișnuite pot fi cultivate chiar și acasă. Este important de reținut că „cristal” în greaca veche însemna „gheață” sau „cristal de stâncă”.
Ce este o piatră de cristal?
Ce spun manualele școlare despre cristale? Ei spun că acestea sunt corpuri solide care se formează sub influența condițiilor naturale sau de laborator și au aspect de poliedre. Structura geometrică a acestor corpuri este infailibil de strictă. Suprafața figurilor cristaline este alcătuită din planuri perfecte - fețe care se intersectează de-a lungul unor linii drepte, care se numesc muchii. Vârfurile apar în punctele de intersecție ale muchiilor.
Starea solidă a materiei este cristalul. Are o anumită formă, un anumit număr de fețe, în funcție de dispunerea atomilor. Deci, solide, în care moleculele, atomii, ionii sunt aranjați într-un model strict sub formă de noduri de rețele spațiale.
Cel mai adesea asociem cristalele cu pietre prețioase rare și frumoase. Și acest lucru nu este în zadar, diamantele sunt și ele cristale. Dar nu toate solidele sunt rare și frumoase. La urma urmei, particulele de sare și zahăr sunt, de asemenea, cristale. Există sute de substanțe în jurul nostru sub forma lor. Unul dintre aceste corpuri este considerat a fi apă înghețată (gheață sau fulgi de zăpadă).
Formarea diferitelor forme de cristale
În natură, mineralele se formează ca rezultat al proceselor de formare a rocii. Soluțiile de minerale sub formă de roci fierbinți și topite se află adânc sub pământ. Când aceste roci fierbinți sunt împinse la suprafața pământului, ele se răcesc. Substanțele se răcesc foarte încet. Mineralele formează cristale sub formă de solide. De exemplu, mineralele de cuarț, feldspat și mica sunt prezente în granit.
Fiecare cristal conține un milion de elemente individuale (monocristale). O celulă a unei rețele cristaline poate fi reprezentată ca un pătrat cu atomi la colțuri. Aceștia pot fi atomi de oxigen sau alte elemente. Se știe că cristalele pot reacționa la diverse energii, amintiți-vă atitudinea oamenilor față de acestea. De aceea sunt folosite pentru vindecare și curățare. Cristalele pot fi de diferite forme. În funcție de aceasta, ele sunt împărțite în 6 tipuri mari.
Diferite tipuri și tipuri de solide naturale
Dimensiunile cristalelor pot fi, de asemenea, diferite. Toate solidele sunt împărțite în ideale și reale. Corpurile ideale sunt cele cu margini netede, ordine strictă pe distanță lungă, o anumită simetrie a rețelei cristaline și alți parametri. Cristalele reale includ cele care se găsesc în viata reala. Ele pot conține impurități care scad simetria rețelei cristaline, netezimea fețelor și proprietățile optice. Ambele tipuri de pietre sunt unite de regula de aranjare a atomilor în rețeaua de mai sus.
După un alt criteriu de împărțire a acestora, ele sunt împărțite în naturale și artificiale. Pentru creșterea cristalelor naturale sunt necesare condiții naturale. Solidele artificiale sunt cultivate în laborator sau acasă.
După criteriul estetic și economic, acestea sunt împărțite în pietre prețioase și neprețioase. Mineralele prețioase sunt rare și frumoase. Acestea includ smarald, diamant, ametist, rubin, safir și altele.
Structura și formele acumulărilor de solide
Cristalele cu un singur vârf sunt pietre hexagonale cu vârf piramidal. Baza unor astfel de minerale generatoare este mai largă. Există cristale cu două vârfuri - Yin și Yang. Ele sunt folosite în meditație pentru a echilibra principiile materiale și spirituale.
Mineralele, în care 2 din cele 6 fețe laterale sunt mai late decât toate celelalte, se numesc lamelare. Sunt folosite pentru vindecarea telepatică.
Cristalele formate în urma impacturilor sau crăpăturilor, care apoi se descompun în 7 nuanțe, se numesc irizante. Ele ameliorează depresia și frustrarea.
Mineralele cu diverse incluziuni de alte elemente sunt numite cristale fantomă. În primul rând, se opresc din creștere, apoi alte materiale se așează pe ele, iar apoi creșterea în jurul lor reia din nou. Astfel, contururile unui mineral care a încetat să crească sunt vizibile, deci apare fantomatic. Astfel de cristale sunt folosite pentru a atrage culturile în parcelele de grădină.
Druzi neobișnuiți
Druzii sunt o priveliște foarte frumoasă. Aceasta este o colecție de multe cristale pe o singură bază. Au polaritate pozitivă și negativă. Curăță aerul și reîncarcă atmosfera. Druse de cuarț, smarald, topaz se găsesc în natură. Ele aduc liniște și armonie unei persoane.
Druse se mai numește și cristale intergrown. Cel mai adesea, granate, pirite și fluoriți sunt supuse acestui fenomen. Ele sunt adesea expuse ca exponate în muzee.
Micile cristale intercrescute se numesc perie, mineralele mari sunt numite floare. Foarte varietate frumoasa Druzii sunt geode. Ele cresc pe pereți. Drusele pot fi foarte mici și mari. Acestea sunt descoperiri foarte valoroase. Drusele de agat, selenit, ametist, citrin, morion sunt foarte apreciate.
Cum stochează cristalele informații și cunoștințe?
Oamenii de știință au descoperit că există triunghiuri pe marginile cristalelor, indicând prezența cunoștințelor în ele. Aceste informații pot fi obținute numai o anumită persoană. Dacă apare o astfel de persoană, atunci pietrele îi vor oferi adevăratele lor interioruri.
Cristalele sunt capabile să transmită vibrații, să trezească putere mai mare conștiință, echilibru putere mentală. Prin urmare, ele sunt adesea folosite în meditație. Civilizațiile anterioare stocau informații în pietre. De exemplu, cristalul de stâncă era considerat bijuteria zeilor. Cristalele erau venerate ca ființe vii. Chiar și „cosmos” însemna inițial „piatră prețioasă”.
Pietre prețioase
Este important să rețineți că cristalele prețioase în forma lor brută nu sunt chiar atât de frumoase. Se mai numesc si pietre sau minerale. Se numesc pretioase pentru ca sunt foarte frumoase la taiere si sunt folosite in bijuterii. Mulți sunt familiarizați cu ametiste, diamante, safire, rubine.
Diamantul este considerat cea mai dură piatră. Un cristal fragil de culoare verde ierboasă - un smarald. Rubinul este o varietate roșie de corindon. Depozitele acestui cristal există pe aproape toate continentele. Care este considerat idealul lui incontestabil? rubine birmaneze. Zăcămintele de rubin din Federația Rusă sunt situate în regiunile Chelyabinsk și Sverdlovsk.
Ce alte minerale scumpe există? Cristalele prețioase transparente de diferite culori - de la albastru pal la albastru închis - sunt safire. Deși este un mineral rar, este apreciat sub rubin.
O varietate scumpă de cuarț este frumoasa piatră prețioasă ametist. Odată a fost introdus de marele preot Aaron în numărul de 12 pietre ale pectoralului său. Ametistul are o nuanță frumoasă de violet sau liliac.
diamante rusești
Deci, cel mai dur cristal - diamantul - este extras din conductele de kimberlit formate ca urmare a erupțiilor vulcanilor subterani. Rețeaua cristalină a acestei pietre se formează sub influența temperatura ridicataȘi presiune ridicata carbon.
Exploatarea diamantelor din Rusia a început în Yakutia abia la mijlocul secolului trecut. Astăzi, Federația Rusă este deja printre liderii în extracția acestor pietre prețioase. Miliarde de ruble sunt alocate anual pentru exploatarea diamantelor în Rusia. Este demn de remarcat faptul că există câteva carate de diamante pe tonă de țevi de kimberlit.
Cristalele de substanțe au proprietăți fizice unice:1. Anizotropia este dependența proprietăților fizice de direcția în care sunt determinate aceste proprietăți. Prezintă numai cristale simple.
Acest lucru se explică prin faptul că cristalele au o rețea cristalină, a cărei formă provoacă un grad diferit de interacțiune în direcții diferite.
Datorită acestei proprietăți:
A. Mica se delaminează în plăci într-o singură direcție.
B. Grafitul este ușor rupt în straturi, dar un singur strat este incredibil de puternic.
B. Gipsul conduce căldura diferit în direcții diferite.
D. O rază de lumină care lovește un cristal de turmalină în diferite unghiuri îi conferă culori diferite.
Strict vorbind, anizotropia este cea care determină formarea unei forme de către un cristal care este specific unei substanțe date. Faptul este că, datorită structurii rețelei cristaline, creșterea cristalului are loc neuniform - într-un loc mai rapid, în altul mult mai lent. Drept urmare, cristalul prinde contur. Fără această proprietate, cristalele ar crește sferice sau chiar complet de orice formă.
Acest lucru explică și nu forma corectă policristale - nu au anizotropie, deoarece sunt o creștere între cristale.
2.
Izotropia este o proprietate a policristalelor, opusul anizotropiei. Doar policristalele o au.
Deoarece volumul monocristalelor este mult mai mic decât volumul întregului policristal, toate direcțiile din acesta sunt egale.
De exemplu, metalele conduc în mod egal căldura și curentul electric în toate direcțiile, deoarece sunt policristale.
Fără această proprietate, nu am putea construi nimic. Majoritate materiale de construcții sunt policristale, așa că indiferent în ce direcție le întorci, vor rezista la orice. Cristalele simple pot fi foarte dure într-o poziție și foarte fragile în alta.
3. Polimorfismul – proprietatea atomilor identici (ioni, molecule) de a forma diferite rețele cristaline. Datorită rețelelor cristaline diferite, astfel de cristale pot avea proprietăți complet diferite.
Această proprietate determină formarea unor modificări alotrope substanțe simple, de exemplu, carbonul este diamant și grafit.
Proprietățile diamantului:
· Duritate mare .
· Nu conduce electricitatea.
· Arsuri într-un curent de oxigen.
Proprietățile grafitului:
· mineral moale.
· Conduce electricitatea.
· Este folosit pentru a face argilă refractară.
