Презентація на тему «Утворення кристалів у природі»

Утворення кристалів у природі

Кристал — тверде тіло з упорядкованою внутрішньою будовою, що має вигляд багатогранника з природними плоскими гранями: впорядкованість будови полягає у певній повторюваності у просторі елементів кристала(атомів,молекул,йонів), що зумовлює виникнення т.зв. кристалічної ґратки.
Кристал галію

Характерні властивості кристалів:
стала температура плавлення
спайність
анізотропія (відмінність властивостей середовища у різних напрямках )
пружність

Загальна характеристика
Поверхня кристала обмежена площинами — гранями, лінії перетину яких є ребрами, а точки перетину ребер — вершинами. Кристал є обмежений гранями однієї або декількох простих форм (всього 47 простих форм). Проста форма — сукупність кристалографічно однакових граней. Форма реальних кристалів звичайно відрізняється від ідеальної форми. Основні властивості кристалів — однорідність, анізотропія і здатність до самоограновування.
Кристал кварцу

За типом головного хімічного зв'язку виділяють йонні, ковалентні, молекулярні і металічні кристали. Форма й чистота кристалу залежать від складу речовин, з яких вони утворюються та умов кристалізації. Природні і синтетичні кристали застосовують в оптиці, різних галузях електроніки, радіотехніки, обчислювальної техніки, а також як надтверді абразивні матеріали і опорні елементи надточних приладів. Вивчає кристали кристалографія.

Застосування кристалів
Турбінні лопатки для газових двигунів
Лазери
Лінзи
Призми для оптичних приладів

Застосування кристалів
Деталі для мікрофонів
Деталі для приймачів

Алмаз , мінерал, кристалічна модифікація чистого вуглецю.Він володіє найбільшою зі всіх відомих в природі матеріалів твердістю, завдяки якій він застосовується в багатьох важливих галузях промисловості.

Графі́т — мінерал класу самородних напівметалів, найстійкіший у земній корі кристалічний різновид вуглецю.

Утворення кристалів у природі
У природі кристали утворюються при різних геологічних процесах з розчинів, розплавів, газової або твердої фази.
Значна частина мінеральних видів відбулася шляхом кристалізації з водних розчинів. Приклади випадання кристалів з ​​розчину - випадання кристалів солей в замкнутих водоймах; зростання кристалів на стінках тріщин і порожнин при гідротермальних процесах, на великих глибинах в умовах високих тисків і температур; освіта окремих кристалів вторинних мінералів в зонах окислення рудних родовищ.

Причини та умови утворення кристалів
Матеріальні частки (атоми, молекули, йони), що складають газоподібні або рідкі речовини, володіючи високою кінетичною енергією, перебувають у безперервному русі. Час від часу вони зіштовхуються, утворюючи зародки - мікроскопічні фрагменти майбутньої структури. Найчастіше такі зародки розпадаються, що пов'язано або з власними коливаннями, або з бомбардуванням їх вільними частинками. Однак для початку кристалізації необхідно, щоб зародок досяг критичної величини, тобто містив таку кількість частинок, при якому приєднання наступної частки зробило б розростання зародка енергетично більш вигідним, ніж його розпад.
Така можливість для більшості речовин проявляється або зі зниженням температури, в результаті чого зменшуються температурні коливання, або з підвищенням концентрації речовини в розчині чи газі, що призводить до збільшення вірогідності зустрічі часток один з одним, тобто до виникнення зародків.

Причини та умови утворення кристалів
Таким чином, зростання кристалів можна розглядати як процес, за допомогою якого дрібні кристалічні частки - зародки - досягають макроскопічних розмірів. Причому кристалізація протікає не у всьому обсязі, а лише там, де виникнуть зародки. Факторами, що впливають на появу зародків, є не тільки переохолодження і підвищення концентрації розчину або в'язкості розплаву, але і присутність сторонніх уламків кристалів або порошин, на поверхні яких збираються частинки, спрощуючи цим початок кристалізації.
Процес кристалізації є енергетично вигідним. Зростаючий кристал не приймає рівноважну форму внаслідок того, що на нього впливають різні умови, що змінюються кристалізації: температура, тиск, сила тяжіння, хімічний склад і динаміка середовища.

Історія отримання штучних кристалів
Першу спробу отримання штучних кристалів можна віднести до Середньовіччя, до періоду розквіту алхімії. І хоча кінцевою метою дослідів алхіміків було одержання золота з простих речовин, можна припустити, що вони намагалися виростити кристали дорогоцінних каменів. Трохи пізніше були синтезовані кристали багатьох дорогоцінних каменів, що знайшли поряд з природними широке застосування не тільки в якості ювелірної сировини, але і в промисловості, де знадобилися вже монокристали досить великих розмірів.

В останні півстоліття в зв'язку з бурхливим розвитком техніки і приладобудування з кожним роком зростає потреба в кристалах, що володіють специфічними властивостями. Все це сприяє становленню промислового вирощування штучних кристалів.