Кристаллы. Рост кристаллов. Выполнил: Ганов Роман Анатольевич, Ученик 10 класса МОУ «Марушинская средняя (полная) общеобразовательная школа» Целинного района Алтайского края

Находка возрастом в 250 млн. лет. 4-июля 2008 года, я прочитал статью в « КОМСОМОЛЬСКОЙ ПРАВДЕ », о Находке возрастом 250 млн. лет. Оказалось, в палеозойский период на этой территории был океан, который занимал большую часть современной России. Открытие заключалось в том, что состав этого минерала чрезвычайно близок по своему ионному составу к плазме крови человека. Уникальный факт – это то, что минерал содержит внутрикристаллическую неиспаряемую воду – ту самую воду, которая была в юном девственном чистом древнем океане!

Актуальность темы «Кристаллы. Рост кристаллов» Кристаллы вокруг нас: - в природе - в физике, химии - в науке и технике - в быту

Поисково- исследовательская работа Цели исследования: выяснить зависимость роста кристаллов от температуры, от концентрации раствора, от рода вещества. Задачи исследования: 1.Выяснить структуру строения кристаллов. 2. Установить зависимость свойств кристаллов от их строения. 3. Выявить закономерность роста кристаллов от рода вещества, от концентрации раствора, от температуры. Объект исследования: процесс роста кристаллов. Предмет исследования: кристаллы. Гипотеза: так как, строение кристаллов различно, то их рост должен зависеть от рода кристаллов, от температуры, от концентрации раствора.

Состояния вещества. 1. Твёрдое состояние: Сохраняет объем, форму, средняя кинетическая энергия движения молекул намного меньше средней потенциальной энергии взаимодействия молекул. Молекулы колеблются около положения равновесия, имеют пространственную решётку. 2. Жидкое состояние : сохраняет объем но не сохраняют форму, кинетическая энергия движения молекул меньше или равна потенциальной энергии взаимодействия молекул.Могут совершать перескок. Жидкость несжимаема не имеет кристаллической решётки. 3. Газ: не сохраняет ни объема, ни формы, средняя кинетическая энергия движения молекул меньше средней потенциальной энергии и их взаимодействия, расстояние между молекулами во много раз больше самих молекул. 4. Плазма: частично или полностью ионизированный газ. Плазма представляет собой смесь ионов и свободных электронов.

Твёрдые тела. Кристаллические : Монокристаллы – тела, представляющие собой один кристалл. Монокристаллы анизотропны ( не одинаковость свойств по различным направлениям). Поликристаллические – это тела состоящие из множества безпорядочно расположенных мелких кристаллов, сросшихся между собой. Они изотропны ( одинаковые свойство по всем направлениям. Аморфные: Аморфные тела изотропны, признаком аморфного тела является не правильная форма поверхности при изломе. Они не устойчивы могут переходить в кристаллическое состояние. Композиты : Созданы композиционные материалы, механические свойство которых превосходят естественные материалы. Композиционные материалы состоят из матрицы и наполнителей. Жидкие кристаллы. Это необычные вещества, которые совмещают в себе свойства кристаллического твёрдого тела и жидкости. Подобно жидкостям они текучи, подобно кристаллам обладают анизотропией. Строение молекул жидких кристаллов таково, что концы молекул очень слабо взаимодействуют друг с другом, в то же время боковые поверхности взаимодействуют очень сильно и могут прочно удерживать молекулы в едином ансамбле.

Применение некоторых кристаллов. Алмазы.Около 80% всех добываемых природных алмазах и все искусственные алмазы используются в промышленности. Алмазные инструменты используют для обработки деталей из самых твёрдых материалов, для бурения скважин при разведке и добыче полезных ископаемых, служат опорными камнями в хронометрах высшего класса для морских судов и других, особо точных приборах. На алмазных подшипниках не обнаруживается никакого износа даже после 25 млн. оборотов.Алмазы используют и в ювелирных изделиях – это бриллианты. Рубин. Высокая твёрдость рубинов, или корундов, обусловлена их широкое применение в промышленности. Из 1 кг. Синтетического рубина получается около опорных камней для часов. Новые перспективы для широкого применения рубинов в научных исследованиях и в технике открылись с изобретением рубинового лазера, в котором рубиновый стержень служит мощным источником света, испускаемого в виде тонкого луча.

Жидкие кристаллы. Наибольший интерес для техники представляет холестерические жидкие кристаллы. В них направление осей молекул в каждом слое немного отличаются друг от друга. Углы поворота осей зависят от температуры, а от угла поворота зависит окраска кристалла. Наиболее широкое применение жидкие кристаллы получили в буквенно - цифровых индикаторах электронных часов, микрокалькуляторов и т.д. Жидкие кристаллы применяются в различного рода управляемых экранах, оптических затворах, плоских телевизионных экранах. Полупроводники. Многие вещества в кристаллическом состоянии не являются такими хорошими проводниками электричества, как металлы, но их нельзя отнести и к диэлектрикам, т.к. они не являются и хорошими изоляторами. Такие вещества относятся к полупроводникам. Это большинство веществ, их общая масса составляет 4\5 массы земной коры: германий, кремний, селен др., множество минералов, различные оксиды, сульфиды и др.

ЭСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Проведём эксперимент по выращиванию кристаллов из раствора различной концентрации. Приготовим раствор, и в домашних условиях будем выращивать кристалл из медного купороса концентрации 25%, 28%, 50%. Отфильтруем раствор. Наблюдаем за ростом кристаллов в течении 30 дней. Растворы находятся в одинаковых условиях.

Выращивание кристаллов. Самый простой способ выращивание кристаллов – выращивание из растворов, путём снижения температуры раствора. Метод хорош тем, что не требует сложной аппаратуры и позволяет выращивать кристаллы очень многих веществ но пригоден только для хорошо растворимых соединений. Другой способ испарение растворителя, при этом создаётся небольшое пересыщение раствора.

Графики роста кристаллов.

Выводы Изучив литературу о строении кристаллов, их свойствах, применении, проделав практическую работу по выращиванию кристаллов, я зделал вывод: 1.Рост кристаллов зависит от концентрации раствора. 2. Быстрота роста кристаллов прямопропорциональна температуре раствора. 3. Скорость роста кристаллов зависит от рода вещества. 4. Теоретические знания о кристаллах и их росте подтвердились эксперементальным путём.