Изучение структуры выращенных монокристаллов Автор: ученик 10 «А» класса МБОУ СОШ 67 г. Воронежа Марков Роман Руководитель : учитель химии МБОУ СОШ 67 г. Воронежа Строчилина Татьяна Владимировна

ЦЕЛЬ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА: Выращивание монокристаллов поваренной соли, медного купороса и сахара из перенасыщенных водных растворов. Наблюдение за скоростью роста монокристаллов, в зависимости от частоты приготовления новых перенасыщенных растворов. Изучение особенностей роста монокристаллов правильной формы. Изучение формы полученных кристаллов и определение видов дефектов структуры реальных кристаллов.

КРИСТАЛЛЫ Это твердые тела, в которых атомы или молекулы расположены в пространстве упорядочено. Каждому химическому веществу соответствует определенная атомно- кристаллическая структура. Крупные одиночные кристаллы называются М О Н О К Р И С Т А Л Л А М И.

ГЕОМЕТРИЯ КРИСТАЛЛОВ Выросшие в равновесных условиях кристаллы имеют форму правильных многогранников. Симметричные тела имеют следующие элементы: плоскость симметрии, ось симметрии, центр симметрии. Существует 14 типов решеток Бравэ, они образуют 7 кристаллических систем.

Семь кристаллических систем:

Выдающийся русский кристаллограф Евграф Степанович Федоров установил, что в природе может существовать 230 различных кристаллических решеток. Кристаллы могут иметь форму различных призм и пирамид, в основании которых могут лежать только правильный треугольник, квадрат, параллелограмм и шестиугольник.

Простые формы кристаллов

Получение монокристаллов Крупные совершенные монокристаллы выращивают из пересыщенных растворов и перегретых расплавов, вводя в них небольшие затравочные кристаллики, не допуская самопроизвольного зарождения.

Получение перенасыщенного раствора и выращивание кристалла.

При выращивании кристалла необходимо поддерживать постоянную температуру и насыщение раствора. Работа по насыщению раствора: Вытащить кристалл. В раствор добавить избыток соли и нагреть его на водяной бане (см. рисунок). Отделить раствор от избытка соли и охладить его. Внести в раствор кристалл на нити.

Выращивание кристаллов: 1. Кристалл хлорида натрия NaCl – поваренная соль кристаллизуется в форме куба.

Выращивание кристаллов: 2. Кристалл сахара

Выращивание кристаллов: 3. Кристалл сульфата меди [CuSO 4 ·5H 2 O] – медный купорос образует кристалл, имеющий только один центр симметрии.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫРАЩЕННЫХ МОНОКРИСТАЛЛОВ: Для NaCl наиболее развитые грани имеют форму куба; рост граней кристалла поваренной соли шел послойно; незавершенные слои имеют ступенчатый вид; ступени, находящиеся по краям граней имеют большую высоту, чем ступени в центре граней.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫРАЩЕННЫХ МОНОКРИСТАЛЛОВ: Монокристалл более правильной формы получен от затравки без видимых дефектов строения; на плоских гранях хорошо видна слоистость роста кристалла;

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫРАЩЕННЫХ МОНОКРИСТАЛЛОВ: Замеченные выступы второй затравки были «наследованы» вторым монокристаллом; выступы развивались в различных направлениях, отвечающих максимальной скорости роста и образовали многолучевую звезду, каждый луч которой повторяет правильное строение кристалла сульфата меди.

ВЫВОДЫ: Для получения монокристаллов правильной формы необходимо: наличие затравочного кристалла правильной формы, постоянное перемешивание раствора, постоянная поддержка нужной концентрации перенасыщенного раствора, низкотемпературный режим выращивания кристаллов.