Zgradba in lastnosti kristalov. Posebne fizikalne lastnosti kristalov
Kristali so ena najlepših in najbolj skrivnostnih stvaritev narave. Zdaj je težko poimenovati tisto daljno leto na zori razvoja človeštva, ko je pozoren pogled enega od naših prednikov med zemeljskimi skalami izločil majhne sijoče kamne, podobne zapletenim geometrijske figure, ki je kmalu začel služiti kot dragocen nakit.
Minilo bo nekaj tisočletij in ljudje bodo spoznali, da so poleg lepote naravnih draguljev v njihova življenja vstopili tudi kristali.
Kristale najdemo povsod. Po kristalih hodimo, iz kristalov gradimo, kristale obdelujemo, kristale vzgajamo v laboratoriju, ustvarjamo naprave, kristale široko uporabljamo v znanosti in tehniki, s kristali se zdravimo, najdemo jih v živih organizmih, prodiramo v skrivnosti zgradbe kristalov.
Kristali, ki ležijo v zemlji, so neskončno raznoliki. Velikosti naravnih poliedrov včasih dosežejo človeško rast in več. Obstajajo kristali-cvetni listi, tanjši od papirja, in kristali v plasteh debelih nekaj metrov. Kristali so majhni, ozki, ostri, kot igle, in ogromni, kot stebri. V nekaterih predelih Španije so takšni kristalni stebri postavljeni za vrata. Muzej rudarskega inštituta v Sankt Peterburgu hrani kristal kamnitega kristala (kremena), visok več kot meter in težak več kot tono. Mnogi kristali so popolnoma čisti in prozorni kot voda.
Ledeni in snežni kristali
Kristali zmrzovalne vode, torej ledu in snega, so znani vsem. Ti kristali skoraj pol leta prekrivajo velikanska prostranstva Zemlje, ležijo na vrhovih gora in zdrsujejo z njih kot ledeniki, lebdijo kot ledene gore v oceanih. Ledena odeja reke, gmote ledenika ali ledene gore seveda ni en sam velik kristal. Gosta gmota ledu je običajno polikristalna, to je sestavljena iz številnih posameznih kristalov; ne ločijo se vedno, ker so majhni in vsi zrasli skupaj. Včasih je te kristale mogoče videti v talečem se ledu. Vsak posamezen ledeni kristal, vsaka snežinka je krhka in majhna. Pogosto pravijo, da sneg pada kot puh. Toda tudi ta primerjava je, lahko bi rekli, pretežka: snežinka je lažja od puha. Deset tisoč snežink predstavlja težo enega penija. Toda združeni v ogromnih količinah lahko snežni kristali ustavijo vlak in tvorijo snežne blokade.
Ledeni kristali lahko uničijo letalo v nekaj minutah. Zaledenitev - strašen sovražnik letal - je tudi posledica rasti kristalov.
Tukaj imamo opravka z rastjo kristalov iz preohlajenih hlapov. IN zgornje plasti atmosfero, vodno paro ali vodne kapljice, lahko dolgo časa hranimo v preohlajenem stanju. Supercooling v oblakih doseže -30. Toda takoj ko leteče letalo vdre v te preohlajene oblake, se še isto uro začne silovita kristalizacija. V trenutku je letalo prekrito s kupom hitro rastočih kristalov.
Dragulji
Že od najzgodnejših časov človeške kulture so ljudje cenili lepoto dragih kamnov. Diamant, rubin, safir in smaragd so najdražji in najljubši kamni. Sledijo aleksandrit, topaz, kamniti kristal, ametist, granit, akvamarin, krizolit. Zelo cenjeni so nebesno modri turkiz, nežni biseri in mavrični opal.
Dragim kamnom že od nekdaj pripisujejo zdravilne in razne nadnaravne lastnosti, z njimi pa so povezane številne legende.
Dragoceni kamni so služili kot merilo bogastva knezov in cesarjev.
V muzejih moskovskega Kremlja lahko občudujete bogato zbirko dragih kamnov, ki so nekoč pripadali kraljeva družina in majhna skupina bogatih ljudi. Znano je, da je bil klobuk princa Potemkina - Tauride tako posut z diamanti in je bil zaradi tega tako težek, da ga lastnik ni mogel nositi na glavi, adjutant je nosil klobuk v rokah za princem.
Med zakladi diamantnega sklada Rusije je eden največjih in najlepših diamantov na svetu "Shah".
Diamant je perzijski šah poslal ruskemu carju Nikolaju I. kot odkupnino za umor ruskega veleposlanika Aleksandra Sergejeviča Gribojedova, avtorja komedije Gorje od pameti.
Naša domovina je bogata z dragulji kot katera koli druga država na svetu.
Kristali v vesolju
Na Zemlji ni niti enega kraja, kjer ne bi bilo kristalov. Na drugih planetih, na oddaljenih zvezdah, kristali nenehno nastajajo, rastejo in propadajo.
V vesoljskih tujcih - meteoritih so kristali, ki jih poznamo na Zemlji in jih na Zemlji ni. V ogromnem meteoritu, ki je padel februarja 1947 na Daljnem vzhodu, so našli nekaj centimetrov dolge kristale nikljevega železa, v kopenskih razmerah pa so naravni kristali tega minerala tako majhni, da jih je mogoče videti le z mikroskopom.
2. Zgradba in lastnosti kristalov
2. 1 Kaj so kristali, kristalne oblike
Kristali nastanejo pri dokaj nizki temperaturi, ko toplotno gibanje tako počasi, da ne uniči določene strukture. značilna lastnost trdno stanje snovi je konstantnost njene oblike. To pomeni, da so njeni sestavni delci (atomi, ioni, molekule) med seboj togo povezani in njihovo toplotno gibanje poteka kot nihanje okoli fiksnih točk, ki določajo ravnotežno razdaljo med delci. Relativni položaj ravnotežnih točk v celotni snovi mora zagotavljati minimum energije za celoten sistem, kar se uresničuje z njihovo določeno urejeno razporeditvijo v prostoru, torej v kristalu.
Kristal je po definiciji G. W. Wulffa telo, zaradi svojih notranjih lastnosti omejeno z ravnimi površinami – ploskvami.
Glede na relativne velikosti delcev, ki tvorijo kristal, in vrsto kemične vezi med njimi imajo kristali različno obliko, ki jo določa način povezovanja delcev.
Glede na geometrijsko obliko kristalov obstajajo naslednji kristalni sistemi:
1. kubični (številne kovine, diamant, NaCl, KCl).
2. Heksagonalni (H2O, SiO2, NaNO3),
3. Tetragonal (S).
4. Rombični (S, KNO3, K2SO4).
5. Monoklinska (S, KClO3, Na2SO4*10H2O).
6. Triklinika (K2C2O7, CuSO4*5 H2O).
2.2 Fizikalne lastnosti kristalov
Za kristal tega razreda je mogoče določiti simetrijo njegovih lastnosti. Torej so kubični kristali izotropni glede prepustnosti svetlobe, električne in toplotne prevodnosti, toplotnega raztezanja, vendar so anizotropni glede elastičnosti, električne lastnosti. Najbolj anizotropni kristali nizkih singonij.
Vse lastnosti kristalov so med seboj povezane in jih določajo atomsko - kristalna zgradba, vezne sile med atomi in energijski spektri elektronov. Nekatere lastnosti, na primer: električne, magnetne in optične, so bistveno odvisne od porazdelitve elektronov po energijskih nivojih. Mnoge lastnosti kristalov so odločilno odvisne ne le od simetrije, ampak tudi od števila napak (trdnost, plastičnost, barva in druge lastnosti).
Izotropija (iz grščine isos - enak, enak in tropos - obrat, smer) neodvisnost lastnosti medija od smeri.
Anizotropija (iz grščine anisos - neenakomeren in tropos - smer) je odvisnost lastnosti snovi od smeri.
Kristali so poseljeni s številnimi različnimi napakami. Napake tako rekoč poživijo kristal. Zaradi prisotnosti napak kristal razkrije "spomin" na dogodke, v katerih je postal ali ko je bil, napake pomagajo kristalu "prilagajati" okolju. Napake kvalitativno spremenijo lastnosti kristalov. Tudi v zelo majhnih količinah napake močno vplivajo nanje fizične lastnosti, ki so v idealnem kristalu popolnoma ali skoraj odsotni, saj so praviloma "energetsko ugodne", napake ustvarjajo okoli sebe področja povečane fizične in kemične aktivnosti.
3. Gojenje kristalov
Gojenje kristalov je vznemirljiva dejavnost in morda najpreprostejša, najbolj dostopna in poceni za kemike začetnike, čim bolj varna v smislu tuberkuloze. Skrbna priprava izpopolnjuje spretnosti v sposobnosti skrbnega ravnanja s snovmi in pravilne organizacije načrta svojega dela.
Rast kristalov lahko razdelimo v dve skupini.
3.1 Naravni nastanek kristalov v naravi
Nastajanje kristalov v naravi (naravna rast kristalov).
Več kot 95% vseh kamnin, iz katerih je sestavljen Zemljina skorja, so nastale med kristalizacijo magme. Magma je mešanica številnih snovi. Vse te snovi različne temperature kristalizacija. Zato se med ohlajanjem magma razdeli na dele: pojavijo se prvi kristali snovi z najvišjo temperaturo kristalizacije, ki začnejo rasti v magmi.
Kristali nastajajo tudi v slanih jezerih. Poleti voda iz jezer hitro izhlapi in iz nje začnejo izpadati kristali soli. Samo jezero Baskunchak v astrahanski stepi bi lahko številnim državam zagotavljalo sol za 400 let.
Nekateri živalski organizmi so »tovarne« kristalov. Korale tvorijo cele otoke, zgrajene iz mikroskopskih kristalov ogljikovega apna.
Biserni dragi kamen je prav tako zgrajen iz kristalov, ki jih proizvaja školjka bisernica.
Žolčni kamni v jetrih, ledvični kamni in kamni v mehurju, ki povzročajo resne človeške bolezni, so kristali.
3.2 Umetna rast kristalov
Umetno gojenje kristalov (vzgoja kristalov v laboratorijih, tovarnah).
Gojenje kristalov je fizikalni in kemični proces.
Topnost snovi v različnih topilih lahko pripišemo fizikalnim pojavom, saj pride do uničenja kristalne mreže, v tem primeru se absorbira toplota (eksotermni proces).
Obstaja tudi kemični proces - hidroliza (reakcija soli z vodo).
Pri izbiri snovi je pomembno upoštevati naslednja dejstva:
1. Snov ne sme biti strupena
2. Snov mora biti stabilna in dovolj kemično čista
3. Sposobnost snovi, da se raztopi v razpoložljivem topilu
4. Nastali kristali morajo biti stabilni
Obstaja več načinov za gojenje kristalov.
1. Priprava prenasičenih raztopin z nadaljnjo kristalizacijo v odprti posodi (najpogostejša tehnika) ali zaprti. Zaprta - industrijska metoda, za njeno izvajanje ogromno steklena posoda s termostatom, ki simulira vodno kopel. V posodi je raztopina z že pripravljenim zarodkom, vsaka 2 dni pa temperatura pade za 0,1°C, kar omogoča pridobivanje tehnološko pravilnih in čistih monokristalov. Vendar zahteva visoki stroški elektriko in drago opremo.
2. Izhlapevanje nasičene raztopine odprta pot ko lahko postopno izhlapevanje topila, na primer iz ohlapno zaprte posode z raztopino soli, samo po sebi povzroči nastanek kristalov. Zaprta pot vključuje vzdrževanje nasičene raztopine v eksikatorju nad močnim sušilnim sredstvom (fosforjev (V) oksid ali koncentrirana žveplova kislina).
II. Praktični del.
1. Gojenje kristalov iz nasičenih raztopin
Osnova za gojenje kristalov je nasičena raztopina.
Instrumenti in materiali: 500 ml kozarec, filtrirni papir, prevreta voda, žlica, lij, soli CuSO4 * 5H2O, K2CrO4 (kalijev kromat), K2Cr2O4 (kalijev dikromat), kalijev galun, NiSO4 (nikeljev sulfat), NaCl (natrijev klorid), C12H22O11 (sladkor).
Za pripravo raztopine soli vzamemo čist, dobro opran kozarec 500 ml. vanj vlijemo 300 ml vroče (t=50-60C) vrele vode. snov vlijemo v kozarec v majhnih delih, premešamo in dosežemo popolno raztapljanje. Ko je raztopina "nasičena", kar pomeni, da bo snov ostala na dnu, dodajte več snovi in pustite raztopino pri sobna temperatura za en dan. Da prah ne pride v raztopino, pokrijte kozarec s filtrirnim papirjem. Raztopina mora biti prozorna, presežek snovi v obliki kristalov mora izpasti na dnu kozarca.
Pripravljeno raztopino odcedite iz oborine kristalov in jo prenesite v toplotno odporno bučko. Tja dajte tudi malo kemično čiste snovi (oborjeni kristali). Bučko segrevajte v vodni kopeli, dokler se popolnoma ne raztopi. Nastalo raztopino še segrevamo 5 minut pri t = 60-70C, vlijemo v čisto kozarec, zavijemo v brisačo in pustimo, da se ohladi. Po enem dnevu se na dnu kozarca oblikujejo majhni kristali.
2. Izdelava predstavitve "Kristali"
Nastale kristale fotografiramo, s pomočjo zmožnosti interneta pripravimo predstavitev in zbirko »Kristali«.
Izdelava slike s kristali
Kristali že od nekdaj slovijo po svoji lepoti, zato se uporabljajo kot nakit. Okrasijo oblačila, jedi, orožje. Kristali se lahko uporabljajo za ustvarjanje slik. Naslikal sem pokrajino "Sončni zahod". Gojeni kristali se uporabljajo kot material za izdelavo pokrajine.
Zaključek
V tem prispevku je bil povedan le majhen del tega, kar je danes znanega o kristalih, vendar pa je ta podatek tudi pokazal, kako izjemni in skrivnostni so kristali v svojem bistvu.
V oblakih, na vrhovih gora, v peščenih puščavah, morjih in oceanih, v znanstvenih laboratorijih, v rastlinskih celicah, v živih in mrtvih organizmih – povsod bomo srečali kristale.
Morda pa se kristalizacija materije dogaja samo na našem planetu? Ne, zdaj vemo, da na drugih planetih in oddaljenih zvezdah kristali nenehno nastajajo, rastejo in razpadajo. Tudi meteoriti, glasniki vesolja, so sestavljeni iz kristalov, včasih pa so med njimi tudi kristalne snovi, ki jih na Zemlji ni.
Kristali so povsod. Ljudje so navajeni uporabljati kristale, iz njih izdelovati nakit, jih občudovati. Zdaj, ko so preučevali metode umetne rasti kristalov, se je obseg njihove uporabe razširil in morda prihodnost najnovejše tehnologije spada med kristale in kristalne agregate.
Šele v 17. stoletju je sodobno človeštvo zase ponovno odkrilo kristale. Leto rojstva kristalografije, vede, ki preučuje kristale, štejemo za leto 1669.
Čeprav je znanstvena kristalografija nastala v 17. stoletju, teoretična osnova o strukturi kristalov in metodah za njihovo preučevanje so bile postavljene šele v 19. stoletju. V 20. stoletju so ta odkritja našla praktično uporabo na različnih področjih človeškega življenja. Kristali so postali široko uporabljeni na različnih področjih znanosti in tehnologije. Prihodnost je tudi njihova.
Kristali nas obdajajo z vseh strani. Oni so temelj fizični svet. Skoraj vsi minerali so sestavljeni iz njih, vključno z bazaltom, granitom, apnencem in marmorjem. Vse kovine in večina nekovin so sestavljene iz njih: guma, kosti, lasje, celuloza in še marsikaj.
Živimo v svetu kristalov. Hiše, čolni, avtobusi, letala, rakete, noži in vilice ... vse je sestavljeno iz njih.
Tudi v hrani uživamo kristalne snovi: sol, sladkor, da o zdravilih v tabletah in prašku, ki jih jemljemo med boleznijo, niti ne govorimo.
Ni mesta na Zemlji, kjer ne bi bilo kristalov. Da, in v vesolju so zelo razširjeni, saj služijo kot njegova materialna osnova.
Leta 1669 je danski zdravnik N. Stenon naredil pomembno odkritje, ugotovil je, da so v kristalih, ki jih tvori ista snov, koti med sosednjimi ploskvami vedno enaki, ne glede na obliko in velikost kristala.
To pomeni, da ima vsak kristal svoj edinstveni kot med ploskvama.
To odkritje je vstopilo v kristalografijo kot zakon o konstantnosti kotov. Torej, če je znan kot med ploskvama, je mogoče določiti snov kristala, ne da bi se zatekli k kemični ali fizikalni analizi. Treba jih je le primerjati s koti znanih kristalov.
Poleg tega je bil isti Stenon prvi, ki je predlagal izjemno različico, da kristali ne rastejo od znotraj, kot je opaziti pri rastlinah, ampak od zunaj, s prekrivanjem novih delcev na zunanjih ravninah.
Kristali so sestavljeni iz atomov, ionov in molekul. Ti delci so striktno urejeni določen vrstni red, ki tvorijo prostorsko mrežo. Atome in ione v njih zadržujejo sile privlačnosti in odboja. Ne mirujejo, ampak nenehno nihajo.
Vsak kristal ima svojega značilna oblika, kar pa ni odvisno samo od okolja, v katerem je odraščal, ampak tudi od strukture prostorske mreže. Oblika mreže določa tudi lastnosti samega kristala. V tem pogledu je najbolj indikativen primer diamant in grafit, prostorski mreži, ki ju tvorijo atomi istega elementa - ogljika.
Grafit je črn mineral, mehak in duktilen, prevoden elektrika in odporen proti ognju. In vse zato, ker je njegova mreža sestavljena tako rekoč iz plasti, povezava med katerimi ni tako močna kot med posameznimi atomi znotraj te plasti. Takšne plasti je enostavno premikati eno glede na drugo z rahlim pritiskom, kar opazimo, ko pišemo s svinčnikom. On je, kot smo že uganili, grafit.
Toda diamant je pravo nasprotje grafita. Je prozoren, po moči presega druge kristale, vendar ne prevaja toka in zlahka gori v toku kisika. Je skoraj dvakrat težji od grafita. Pri vsem tem je "kriva" njegova prostorska mreža. Je tridimenzionalen in vsak atom v njem je tesno povezan s štirimi drugimi.
Kristali so trdne snovi in so lahko tekoči, če imajo njihove molekule sposobnost orientacije v eno smer "kar naenkrat" ali v skupinah-plasteh ali kako drugače.
Končno so »kristali« lahko čisto energijski, nevidni, vendar se veda kristalografija s takimi »duhovi« še ni ukvarjala.
V kristalu se ploskve sekajo v robovih, robovi pa v ogliščih. Obrazi, robovi in oglišča - zahtevane elemente fasetiranje.
Glavni lastnosti kristalov sta enakomernost in ploščatost. Torej, če imajo kristali ravne površine, je njihova sestava homogena. In obratno: če je snov kristala homogena, potem ima ravne ploskve.
Kristali lahko oddajajo zvoke, na primer pojoči pesek. Ta pojav pritegne pozornost popotnika, ki se znajde med peščenimi sipinami puščave Karakum ali drugih puščav.
Nenadoma se od nikoder zaslišijo nerazločni zvoki petja, a naokoli ni nikogar, samo pesek. Sproščajo zvoke, ko začne peščeno pobočje drseti v rahlem vetru.
Pojočega peska ne najdemo samo v puščavah. Med hojo po mokrem pesku na plaži pogosto nastanejo harmonične melodije.
Ruski popotnik A. Eliseev je pustil svoje vtise o Sahari:
"... v vročem zraku so se slišali nekateri očarljivi zvoki, precej visoki, melodični, ne brez harmonije, z močnim kovinskim odtenkom. Slišali so jih od vsepovsod, kot da bi jih proizvajali nevidni puščavski duhovi ...
Puščava je bila tiha, toda zvoki so leteli in se topili v vročem ozračju, se pojavljali nekje od zgoraj in izginjali kot v zemlji ... Zdaj veseli, zdaj sočutni, zdaj ostri in hrupni, zdaj nežni in melodični, zdeli so se govor živih bitij, ne pa zvoki mrtve puščave...
Nobena starodavna nimfa si ni mogla zamisliti česa bolj neverjetnega in čudovitega od teh skrivnostnih pesmi peska.
Vsi, ki so slišali pesmi peska, so presenečeni nad tem pojavom in mnogi so ga poskušali razložiti. Stari Egipčani so na primer verjeli, da so takšni zvoki produkt puščavskih duhov, in imeli so prav.
Sodobni znanstveniki verjamejo, da se lahko vzrok za pojav zvokov skriva v sami strukturi zrna peska. Znano je, da vsebuje veliko kremena in drugih silicijevih dioksidov.
Kremen je najpogostejši silicijev oksid v zemeljski skorji. Njegovi kristali imajo številne izjemne lastnosti. Bogati so s preprostimi, to je zaprtimi, zaprtimi oblikami. Tukaj lahko najdete piramide, prizme, romboedre - več kot petsto enostavne oblike. Za kremen je značilno nastajanje dvojčkov – simetričnih zraščenj kristalov.
A ne le raznolikost zunanje oblike presenetljiv kremen. Njegov kristal nima središča simetrije, kar je zanesljiv znak, da ima piezoelektrične lastnosti.
Torej, če je kristal stisnjen, potem na njegovih straneh, pravokotnih na smer stiskanja, nastanejo nasprotni električni naboji: pozitivni - na eni strani, negativni - na drugi.
Torej se mehanska energija s pomočjo kremenčevega kristala pretvori v električno energijo. Če kristalu odstranimo mehansko obremenitev in ga začnemo raztegovati, se polarnost nabojev na ploskvah spremeni v nasprotne naboje. In to se zgodi v kristalu kremena, ki je sam izolator!
Ta pojav v kremenčevih kristalih je leta 1817 odkril francoski kristalograf R. Gayuy in ponovno leta 1880 francoska znanstvenika, brata Jean in Pierre Curie, in so ga poimenovali piezoelektrika. Kasneje so odkrili tudi reverzibilnost tega učinka.
Izkazalo se je, da je kristal kremena mogoče stisniti ali raztegniti, če se na njegovih ploskvah ustvarijo nasprotni električni naboji. V tem primeru se je električna energija pretvorila v mehansko.
Prav ta lastnost kristala daje razlog za domnevo, da je petje puščavskega peska povezano z bivanjem duhov. Ker so duhovi puščave demonske entitete, ki predstavljajo kaotično gibanje elektronov.
Demonske entitete nimajo jedra in magnetizma. Predstavljajo praznino, ki je obdana z naključno premikajočimi se elektroni. Tako so demonske entitete nosilci električnega naboja, ki povzroča napetost na površini kristalnih molekul.
Zaradi tega udarca se kristali peska stisnejo in sprostijo, kar povzroči vibriranje zraka, kar se kaže v obliki zvokov.
Petje peska močno vpliva na človeško psiho, povzroča nagonski strah. Razlog za ta strah je mogoče pojasniti z dejstvom, da človeška duša v petju peska zajame »dih« smrti, katerega nosilec je demonska esenca.
Človek, žival in rastlina kot živi organizmi ne morejo kot demonska entiteta prenašati napetosti in vplivati na kristale, ne morejo povzročiti petja peska. Ker atomski sistem živih celic organskih teles proizvaja vibracije drugačne frekvence in elektromagnetna indukcija, zaradi česar je telesni sistem zaprt v smislu električnega delovanja. To pomeni, da električno energijo telesa zajame lastno magnetno polje, ki jo nadzoruje.
In le v primeru, ko duhovnost osebe pade, kar zmanjša potencial magnetno polje njegovem telesu, lahko tvori presežek električna energija in dodaten stres. To je napetost, ki jo demonska sila ujame in prenaša. Ta presežek električne energije negativno vpliva najprej na kristalne strukture samega človeškega organizma, nato pa še na kristalna telesa, ki ga obdajajo. Na primer, na Nakit ki jih oseba nosi. Zato so v starih časih glede na stanje amuletnih kamnov napovedovali stanje zdravja ljudi in celo njihovo prihodnost. Bodite pozorni na mleko, ki je občutljivo na prisotnost v hiši zli duhovi.
Kot rezultat raziskave je bilo ugotovljeno, da ima kremen v obliki plošče, izrezane iz kristalnega telesa, tako veliko elastičnost, da lahko niha z zelo visoko frekvenco, zaporedoma se stiska in razteza pri spreminjanju polarnosti. električno polje.
Kvarc lahko vibrira v širokem razponu frekvenc in ustvarja zvočne in električne valove, to je petje. Ko peščeni plaz zdrsne s sipine ali se peščena gmota zruši, spodnje plasti peska doživljajo spremenljiv pritisk premikajoče se plasti. Stisnejo se pod pritiskom in se "zravnajo", ko se tlak zmanjša. Kristali kremena, ki so prisotni v zrnih peska, začnejo nihati, vibrirati in ustvarjati zvočne valove. Podobni procesi se dogajajo pri hoji po mokrem pesku.
Mehanske vibracije kristalov kremena v peščenih zrncih vodijo do nastanka električni naboji na njihovih ploskvah, katerih polarnost se spreminja sinhrono z mehanskimi vibracijami kristalov. Ne obstajajo samo akustični valovi, ampak tudi izmenični električno polje določen frekvenčni spekter.
Vsako zrno peska, vsak kristal poje svojo pesem na svoji frekvenci. Njihovi glasovi se seštevajo. In zdaj se sliši večglasno petje, dovolj glasno, frekvenčno območje je široko. To sliši človeško uho. Ampak samo nizke frekvence. Visoke frekvence naše uho ne zazna. Ko se gibanje peska ustavi, vzburjene mehanske in električne vibracije kremenčevih kristalov v zrncih peska zbledijo in zvok preneha.
Leta 1957 je sovjetski znanstvenik K. Baransky ugotovil, da je mogoče akustične valove vzbujati neposredno na površini kristala, kar je še razširilo obseg generiranih frekvenc. Nato so ameriški znanstveniki povečali zgornjo mejo frekvence še za en red velikosti.
Če pesek poje, ko je podvržen mehanskim in električnim vplivom, potem Zemlja sama poje iz podobnega razloga. Utripajoče ognjeno srce planeta, vpliv drugih planetov in Sonca povzročajo gibanje in vibriranje kamnin zemeljske skorje, zaradi česar Zemlja zveni. Njena pesem, ki je človeško uho ne zazna, se odnese daleč v vesolje.
Zemeljska skorja je v stalni napetosti. Tu in tam se zgodijo potresi in vulkanski izbruhi, ki osvobodijo nevarna območja pred preobremenitvijo demonskih entitet na njih - brezduhovnih praznin.
Število potresov na Zemlji doseže do sto tisoč na leto. Od skupno število potresi Močni potresi se zgodijo do tisoč na leto.
Iz središč deformacije zemeljske skorje se vibracije prenašajo na velike razdalje. Hitrost širjenja valov je zelo visoka. V granitnih skalah za vzdolžni valovi je več kot 5000 metrov na sekundo, za prečno - približno 2509 metrov na sekundo.
Zemeljski valovi na svoji poti bodisi stisnejo kamnine bodisi jih raztegnejo, kar povzroči nastanek močnih električnih nabojev različnih polaritet. Še posebej veliki so v epicentru stiskanja ali raztezanja, kjer se zemeljske kamnine zelo močno deformirajo, vse do razpoka.
Električne razelektritve v obliki najmočnejših podzemnih strel se hitro širijo po območjih najmanjšega upora in se pogosto prebijajo iz globin na površje Zemlje, puščajo staljene trdne kamnine ali čudne okrogle luknje.
Nič čudnega ni v tem, da Zemlja zveni. Njegove trde kamnine, bazalt, graniti, peščenjaki in drugi imajo kristalno strukturo. Vsebujejo veliko kremenovih tvorb. Ko se kristali deformirajo, ne nastajajo samo zvočni in električni valovi, temveč se ob tem dogajajo tudi drugi fizikalni in kemični procesi.
Grozno ropotanje globokih neviht "sliši" številne živali, ptice, žuželke. Lahko so celo »naznanilci« bližajoče se podzemne stavke. In le človek je praviloma ujet nenadoma. Ker se je prenehal dojemati kot del narave in slediti procesom, ki v naravi potekajo.
Poleg »petja« kristali vibrirajo v določenem območju svetlobnega spektra in tako dobijo svojo barvo, na primer kamni za nakit. Kamni so prozorni in z močnim leskom, ki lahko prenašajo in spreminjajo sevalno energijo. Barva mineralov je povezana z vključitvijo kovinskih ionov v njihovo kristalno mrežo, ki zlahka spremenijo svojo valenco in so sposobni oddati svoje elektrone z minimalno zalogo energije.
Nekateri od teh elektronov "tavajo" med atomi kristalne mreže, z njimi komunicirajo in z njimi izmenjujejo energijo. Posledično se v kristalu pojavijo lokalne motnje kristalne mreže, ki nenehno spreminjajo svoj vzorec. Tako kristal intenzivno živi svoje "notranje življenje", katerega zunanje manifestacije sestavljajo sklop "magičnih" lastnosti kamnov-amuletov.
Železo, baker, mangan, krom in redkozemeljski elementi spadajo med takšne kovine, primesi spojin, ki opazno spremenijo energijsko silhueto kristala.
Kristali in njihove lastnosti
Glede na notranjo strukturo so kristalni in amorfni trdna telesa.
kristalni imenujemo trdne snovi, ki nastanejo iz geometrijsko pravilno lociranih delcev vesoljskega materiala - ionov, atomov ali molekul. Njihova urejena pravilna razporeditev tvori kristalno mrežo v prostoru – neskončno tridimenzionalno periodično tvorbo. Razlikuje vozlišča (posamezne točke, težišča atomov in ionov), vrstice (niz vozlišč, ki ležijo na eni premici) in ravne mreže (ravnine, ki potekajo skozi poljubna tri vozlišča). geometrijsko pravilna kristalna oblika predvsem zaradi njihovega strogo naravnega notranja struktura. Mreže kristalne mreže ustrezajo ploskvam pravega kristala, presečišča mrež - vrstic - robom kristalov, presečišča robov pa vrhovom kristalov. Večina znanih mineralov in kamnin, vključno s kamnitimi gradbenimi materiali, so kristalne trdne snovi.
Vsi kristali imajo številne skupne lastnosti. osnovne lastnosti.
Enotnost strukture- isti vzorec relativni položaj atomov v vseh delih volumna njegove kristalne mreže.
Anizotropija- razlika v fizikalnih lastnostih kristalov (toplotna prevodnost, trdota, elastičnost in drugo) v vzporednih in nevzporednih smereh kristalne mreže. Lastnosti kristalov so v vzporednih smereh enake, v nevzporednih pa ne.
Sposobnost samoomejevanja, tj. imajo obliko pravilnega poliedra s prosto rastjo kristalov.
Simetrija- možnost kombiniranja kristala ali njegovih delov z določenimi simetričnimi transformacijami, ki ustrezajo simetriji njihovih prostorskih mrež.
Amorfne ali mineraloide imenujemo trdne snovi, za katere je značilna neurejena, kaotična (kot v tekočini) razporeditev njenih sestavnih delcev (atomov, ionov, molekul), na primer stekla, smol, plastike itd. Amorfna snov se odlikuje po izotropne lastnosti, odsotnost jasno določene temperature taljenja in naravne geometrijske oblike.
Preučevanje kristalnih oblik mineralov je pokazalo, da svet kristalov odlikuje simetrija, ki se dobro vidi v geometrijski obliki njihovega reza.
Predmet se šteje za simetričnega, če ga je mogoče združiti sam s seboj z določenimi transformacijami: rotacije, odboji v zrcalni ravnini, odboj v središču simetrije. Geometrijske slike (pomožne ravnine, ravne črte, točke), s pomočjo katerih se doseže poravnava, imenujemo elementi simetrije. Sem spadajo simetrijske osi, simetrijske ravnine, simetrično središče (ali središče inverzije).
Središče simetrije je posebna točka znotraj figure, skozi katero se bo katera koli ravna črta na enaki razdalji od nje srečala z enakimi in nasprotnimi deli figure. Simetrijska ravnina je namišljena ravnina, ki deli lik na dva enaka dela, tako da je eden od delov zrcalna slika drugega. Simetrijska os je namišljena ravna črta, pri vrtenju okoli nje pod določenim kotom se ponavljajo isti deli figure.
Minerali, za katere je značilna kristalna struktura, imajo določene vrste kristalno mrežo, delce v kateri držijo kemične vezi. Na podlagi koncepta valenčnih elektronov obstajajo štiri glavne vrste kemičnih vezi:
1) ionski ali heteropolarni (mineral halit),
2) kovalentni ali homeopolarni (mineral-diamant),
3) kovinski (mineralno-zlati),
4) molekularni ali van der Waalsov. Narava vezi vpliva na lastnosti kristalnih snovi (krhkost, trdota, kovnost, tališče itd.). V kristalu je lahko prisotna ena vrsta vezi (homodezmična struktura) ali več vrst (heterodezmična struktura).
Naravni kristali ... Imenujejo jih tudi lepi, redki kamni ali trdne snovi. Kristalni kamen si predstavljamo kot velik, svetel, prozoren ali brezbarven polieder s popolnimi sijočimi robovi. V življenju pogosto srečamo takšne trdne snovi v obliki zrnc nepravilne oblike, zrn peska, drobcev. Toda njihove lastnosti so enake lastnostim popolnih velikih kristalov. Potopite se z nami v čarobni svet naravni kamni kristale, se seznani z njihovo zgradbo, oblikami, vrstami. No, pa gremo...
Skrivnost kristalov
Svet kristalov je lep in skrivnosten. Raznobarvni kamenčki nas s svojo lepoto privabljajo in privabljajo že od otroštva. Njihovo skrivnostnost čutimo na intuitivni ravni in občudujemo njihovo naravno lepoto. Ljudje smo vedno želeli izvedeti čim več o naravnih trdnih snoveh, o lastnostih kristalov, nastanku njihovih oblik, rasti in strukturi.
Svet teh kamnov je tako nenavaden, da si želite pogledati v njihovo notranjost. Kaj bomo videli tam? Pred vašimi očmi se bo odprla slika neskončno raztegnjenih, strogo urejenih vrst atomov, molekul in ionov. Vsi se strogo držijo zakonov, ki vladajo v svetu kristalnih kamnov.
Kristalne snovi so v naravi zelo razširjene, saj so vse kamnine sestavljene iz njih. Celotna zemeljska skorja je sestavljena iz kamnin. Izkazalo se je, da lahko te nenavadne snovi gojite celo sami doma. Pomembno je omeniti, da je "kristal" v stari grščini pomenil "led" ali "kamniti kristal".
Kaj je kristalni kamen?
Kaj pravijo šolski učbeniki o kristalih? Pravijo, da so to trdna telesa, ki nastanejo pod vplivom naravnih ali laboratorijskih pogojev in imajo videz poliedrov. Geometrijska struktura teh teles je nezmotljivo stroga. Površina kristalnih likov je sestavljena iz popolnih ravnin - ploskev, ki se sekajo vzdolž ravnih črt, ki jih imenujemo robovi. Oglišča se pojavijo na presečiščih robov.
Trdno agregatno stanje je kristal. Ima določeno obliko, določeno število ploskev, odvisno od razporeditve atomov. Torej, trdne snovi, v katerih so molekule, atomi, ioni razporejeni v strogem vzorcu v obliki vozlišč prostorskih mrež.
Najpogosteje kristale povezujemo z redkimi in lepimi dragimi kamni. In to ni zaman, diamanti so tudi kristali. Vendar niso vse trdne snovi redke in lepe. Navsezadnje so delci soli in sladkorja tudi kristali. Okoli nas je na stotine snovi v njihovi obliki. Eno od teh teles velja za zmrznjeno vodo (led ali snežinke).
Nastajanje različnih oblik kristalov
V naravi minerali nastajajo kot posledica procesov nastajanja kamnin. Raztopine mineralov v obliki vročih in staljenih kamnin ležijo globoko pod zemljo. Ko te vroče kamnine potisnejo na površje zemlje, se ohladijo. Snovi se ohlajajo zelo počasi. Minerali tvorijo kristale v obliki trdnih snovi. V granitu so na primer prisotni minerali kremena, glinenca in sljude.
Vsak kristal vsebuje milijon posameznih elementov (monokristalov). Celico kristalne mreže lahko predstavljamo kot kvadrat z atomi na vogalih. To so lahko atomi kisika ali drugi elementi. Znano je, da lahko kristali reagirajo na različne energije, spomnimo se odnosa ljudi do njih. Zato se uporabljajo za zdravljenje in čiščenje. Kristali so lahko različnih oblik. Glede na to so razdeljeni v 6 velikih vrst.
Različne vrste in vrste naravnih trdnih snovi
Velikosti kristalov so lahko tudi različne. Vse trdne snovi delimo na idealne in realne. Idealna telesa so tista z gladkimi robovi, strogim daljnosežnim redom, določeno simetrijo kristalne mreže in drugimi parametri. Med prave kristale spadajo tisti, ki jih najdemo v resnično življenje. Lahko vsebujejo nečistoče, ki zmanjšujejo simetrijo kristalne mreže, gladkost ploskev in optične lastnosti. Obe vrsti kamnov združuje pravilo za razporeditev atomov v zgornji mreži.
Po drugem kriteriju delitve jih delimo na naravne in umetne. Za rast naravnih kristalov so potrebni naravni pogoji. Umetne trdne snovi gojimo v laboratoriju ali doma.
Po estetskem in ekonomskem kriteriju jih delimo na drage in nedrage kamne. Dragoceni minerali so redki in lepi. Sem spadajo smaragd, diamant, ametist, rubin, safir in drugi.
Struktura in oblike kopičenja trdnih snovi
Kristali z enim vrhom so šesterokotni kamni s piramidastim vrhom. Osnova takih generatorskih mineralov je širša. Obstajajo kristali z dvema vrhovoma - Yin in Yang. Uporabljajo se v meditaciji za uravnoteženje materialnega in duhovnega principa.
Minerali, pri katerih sta 2 od 6 ploskev ob strani širši od vseh ostalih, se imenujejo lamelarni. Uporabljajo se za telepatsko zdravljenje.
Kristale, ki nastanejo zaradi udarcev ali razpok, ki se nato razgradijo v 7 odtenkov, imenujemo mavrični. Lajšajo depresijo in frustracije.
Minerale z različnimi vključki drugih elementov imenujemo kristali duhov. Najprej prenehajo rasti, nato se na njih usedejo drugi materiali, nato pa se rast okoli njih spet nadaljuje. Tako so vidne konture minerala, ki je nehal rasti, zato deluje srhljivo. Takšni kristali se uporabljajo za privabljanje pridelkov na vrtovih.
Nenavadni Druzi
Druzi so zelo lep prizor. To je zbirka številnih kristalov na eni podlagi. Imajo pozitivno in negativno polarnost. Čistijo zrak in napolnijo ozračje. V naravi najdemo druze kremena, smaragda, topaza. Človeku prinašajo mir in harmonijo.
Druse imenujemo tudi zraščeni kristali. Najpogosteje so temu pojavu podvrženi granati, piriti in fluoriti. Pogosto so razstavljeni kot eksponati v muzejih.
Majhni medsebojno zraščeni kristali se imenujejo krtača, veliki minerali pa cvet. Zelo lepa sorta Druzi so geodi. Rastejo na stenah. Druse so lahko zelo majhne in velike. To so zelo dragocene najdbe. Druse ahata, selenita, ametista, citrina, moriona so zelo cenjene.
Kako kristali shranjujejo informacije in znanje?
Znanstveniki so ugotovili, da so na robovih kristalov trikotniki, ki kažejo na prisotnost znanja v njih. Te informacije je mogoče pridobiti le določena oseba. Če se takšna oseba pojavi, mu bodo kamni dali svojo pravo notranjost.
Kristali so sposobni prenašati vibracije, prebujati višja moč zavest, ravnotežje duševna moč. Zato se pogosto uporabljajo v meditaciji. Prejšnje civilizacije so podatke shranjevale v kamne. Na primer, kameni kristal je veljal za dragulj bogov. Kristali so bili čaščeni kot živa bitja. Tudi "kozmos" je prvotno pomenil "dragi kamen".
Dragulji
Pomembno je vedeti, da dragoceni kristali v surovi obliki niso tako lepi. Imenujejo jih tudi kamni ali minerali. Imenujejo se dragoceni, ker so zelo lepi v rezanju in se uporabljajo v nakitu. Mnogi poznajo ametiste, diamante, safirje, rubine.
Diamant velja za najtrši kamen. Krhek kristal travnato zelene barve - smaragd. Rubin je rdeča različica korunda. Nahajališča tega kristala obstajajo na skoraj vseh celinah. Kaj velja za njegov nesporni ideal? Burmanski rubini. Nahajališča rubina v Ruski federaciji se nahajajo v regijah Čeljabinsk in Sverdlovsk.
Kateri drugi dragi minerali obstajajo? Prozorni dragi kristali različnih barv - od bledo modre do temno modre - so safirji. Čeprav je redek mineral, je cenjen pod rubinom.
Draga različica kremena je čudovit dragi kamen ametist. Nekoč ga je veliki duhovnik Aron vstavil v število 12 kamnov svojega pektorala. Ametist ima čudovit vijoličen ali lila odtenek.
Ruski diamanti
Torej, najtrši kristal - diamant - se izkopava iz kimberlitnih cevi, ki nastanejo kot posledica izbruhov podzemnih vulkanov. Kristalna mreža tega kamna nastane pod vplivom visoka temperatura in visok pritisk ogljik.
Rudarstvo diamantov v Rusiji se je začelo v Jakutiji šele sredi prejšnjega stoletja. Danes je Ruska federacija že med vodilnimi v pridobivanju teh dragih kamnov. Za rudarjenje diamantov v Rusiji vsako leto namenijo milijarde rubljev. Omeniti velja, da je na tono kimberlitnih cevi več karatov diamantov.
Kristali snovi imajo edinstvene fizikalne lastnosti:1. Anizotropija je odvisnost fizikalnih lastnosti od smeri, v kateri so te lastnosti določene. Vsebuje samo posamezne kristale.
To je razloženo z dejstvom, da imajo kristali kristalno mrežo, katere oblika povzroča različno stopnjo interakcije v različnih smereh.
Zahvaljujoč tej lastnosti:
A. Sljuda se razsloji na plošče samo v eni smeri.
B. Grafit je zlahka raztrgati na plasti, vendar je ena sama plast neverjetno močna.
B. Sadra različno prevaja toploto v različne smeri.
D. Žarek svetlobe, ki zadene kristal turmalina pod različnimi koti, mu daje različne barve.
Strogo gledano je anizotropija tista, ki določa tvorbo oblike kristala, ki je specifična za določeno snov. Dejstvo je, da zaradi strukture kristalne mreže rast kristala poteka neenakomerno - na enem mestu hitreje, na drugem veliko počasneje. Kot rezultat dobi kristal obliko. Brez te lastnosti bi kristali zrasli kroglasto ali celo povsem poljubne oblike.
To tudi pojasnjuje ne pravilna oblika polikristali - nimajo anizotropije, saj so zraščanje kristalov.
2.
Izotropnost je lastnost polikristalov, nasprotna anizotropiji. Imajo ga le polikristali.
Ker je prostornina monokristala veliko manjša od prostornine celotnega polikristala, so vse smeri v njem enake.
Na primer, kovine enako prevajajo toploto in električni tok v vse smeri, saj so polikristali.
Brez te nepremičnine ne bi mogli ničesar zgraditi. Večina gradbeni materiali so polikristali, tako da kakor koli jih obrneš, zdržijo vse. Posamezni kristali so lahko v enem položaju supertrdi, v drugem pa zelo krhki.
3. Polimorfizem - lastnost enakih atomov (ionov, molekul), da tvorijo različne kristalne mreže. Zaradi različnih kristalnih mrež imajo lahko takšni kristali povsem različne lastnosti.
Ta lastnost povzroča nastanek nekaterih alotropskih modifikacij preproste snovi, na primer, ogljik je diamant in grafit.
Lastnosti diamanta:
· Visoka trdota .
· Ne prevaja električnega toka.
· Gori v toku kisika.
Lastnosti grafita:
· mehak mineral.
· Prevaja elektriko.
· Uporablja se za izdelavo ognjevarne gline.
