Кристаллы. Методы выращивания.

Кристаллы. Методы выращивания.

Выполнила ученица 10 класса А

Кудрявцева Маргарита Викторовна,

МАОУ "Лицей №14 имени Заслуженного учителя Российской Федерации

А.М. Кузьмина"

2017 учебный год

Актуальность темы

Выращивание кристаллов и их применение очень интересная и актуальная тема в наше время. Во многих областях нашей жизни используются кристаллы как натуральные, так и искусственно выращенные. Они обладают хорошими оптическими и механическими свойствами, именно поэтому первые линзы, в том числе и для очков, изготавливались из них. В наше время проводятся международные и всероссийские конгрессы, посвященные вопросам кристаллографии. Кристаллы, как натуральные, так и искусственные, играют важную роль в науке и промышленности, жизни любого человека и общества в целом. А выращивание кристаллов в домашних условиях очень увлекательное и познавательное занятие.

Цель и задачи

Цель моего проекта: Определить основные области применения искусственных кристаллов и  проверить опытным путём возможность роста кристаллов медного купороса без применения специальной техники (в домашних условиях).

Для достижения поставленной цели передо мной стояли следующие задачи :

• Собрать материал о кристаллах и  их свойствах из литературных и интернет источников
• Провести опыты по выращиванию кристаллов медного купороса
• Систематизировать материал о кристаллах: применение искусственных кристаллов и методы их выращивания
• Создать сайт по теме «Кристаллы» для учебных целей
• Создать презентацию по теме «Кристаллы. Методы выращивания»

Кристаллы

Кристаллы - твердые тела, частицы в которых расположены закономерно, упорядоченно, подчиняясь законам симметрии, которые правят в мире кристаллов. Вид кристалла зависит от типа кристаллической решетки, которая может быть ионной, атомной, молекулярной или металлической.

Виды кристаллов

Кристаллы делятся на:

1.Реальные или идеальные;

2.Поликристаллы или монокристаллы;

3.Ионные(хлорид натрия), атомные(алмаз), молекулярные(углекислый газ), металлические(металлы);

4.По симметрии(низшая, средняя и высшая категории).

Деформации

Дефекты в кристаллах - нарушения периодичности кристаллической структуры в реальных монокристаллах.

Дефекты бывают:

1.Точечные (нульмерные);

2.Линейные (одномерные);

3.Дефекты, образующие в кристалле поверхности (двумерные);

4.Объёмные дефекты (трёхмерные).

Синтетические кристаллы

Первые сведения о получении синтетических камней относятся к 1885 году. В 1891 году французский исследователь-минералог Вернейль делает заявление в широкой печати об открытии метода выращивания синтетического рубина, позволяющего получать кристаллы, приемлемые для ювелирного использования по размеру, цвету и прозрачности.

Синтетические кристаллы

Синтез драгоценных камней осуществляется из расплава, получаемого при плавлении шихты (в случае синтеза рубина шихта представляет собой смесь окислов алюминия и хрома). Печь сконструирована таким образом, что шихта осыпается вниз небольшими порциями в потоке кислорода, попадая в камеру горения, куда подается водород, и где расположена горелка. Здесь шихта плавится, а получившаяся капля попадает на керамическую подложку, на которой вначале образуется конус, переходящий потом в цилиндр - монокристалл. Полученный кристалл называется булей, размер которой обычно составляет в длину 5-10 см при диаметре около 2 см (современные технологии позволяют получать були до 60-70 см в длину). Для получения були среднего размера требуется около 4 часов. Полученные кристаллы обладают сильным внутренним напряжением и часто раскалываются на несколько частей.

Синтетические кристаллы

Методом Вернейля к настоящему времени удалось вырастить более ста различных видов кристаллов. Однако наибольшее промышленное значение он имеет, как правило, при выращивании рубина, сапфира и других окрашенных разновидностей корунда, включая и звездчатые камни, а также шпинели.

Выращивание кристалла медного купороса в домашних условиях

Вам потребуются:

1.Дистилированная вода;

2.Медный купорос;

3.Емкости для выращивания (я использовала обычные пластиковые стаканчики);

4.Емкость для смешивания воды и купороса (можно использовать обычную стеклянную банку, если нет специальной мензурки);

5.Клеенка или газета для того, чтобы не повредить стол;

6.Перчатки для личной защиты, так как купорос - ядовитое вещество;

7.Фильтровальная бумага (или что-либо другое, через что можно отфильтровать раствор).

Заключение

Выращивание кристаллов в промышленном объеме позволяет уменьшить использование природных кристаллов и сохранить богатство природы и ее подземного мира. Благодаря тому, что люди научились выращивать кристаллы, можно задать нужные параметры при росте кристалла и получить кристалл именно с теми свойствами, которые нужны человеку. Также это позволяет выращивать кристаллы любой формы и объема, что упрощает их использование в некоторых областях жизнедеятельности человека.

Заключение

Наука кристаллография развивается, устраиваются конгрессы по вопросам кристаллографии и выращивания и использования искусственных кристаллов. 3 июля 2012 года Генеральная Ассамблея ООН на своей 66-й сессии постановила провозгласить 2014 год Международным годом кристаллографии.

В обоснование принятого решения в резолюции Генеральной Ассамблеи подчёркивается роль изучения и прикладного использования кристаллографии в современном мире и указывается на важное значение научных достижений в области кристаллографии. Упоминается также, что в 2014 году отмечается столетие зарождения современной кристаллографии.

Ведущую роль в проведении года кристаллографии сыграл Международный союз кристаллографов.

Заключение

Проведя опыт по выращиванию кристаллов, я доказала, что кристаллы медного купороса можно вырастить без использования специального оборудования, в домашних условиях. Также дома можно вырастить много других интересных и разноцветных кристаллов, которые можно использовать как сувениры, подарки или собирать их как коллекцию. Таким образом, я считаю, что выращивание кристаллов в домашних условиях является очень интересным, увлекательным и познавательным занятием, а промышленное выращивание кристаллов имеет очень важное значение для нашей жизнедеятельности.