Ольга Сиротенко
Детский исследовательский проект «Волшебный мир кристаллов»

Актуальность проекта : Выращивание кристаллов - очень увлекательное занятие. Я люблю узнавать всё новое и интересное, а ещё мне нравиться наблюдать и экспериментировать. Однажды моя подруга Злата принесла в детский сад коллекцию камней. мы с ребятами рассматривали их, какие они разные и необычные : малахит, горный хрусталь, янтарь. Оказывается камни- это кристаллы . Мне стало интересно узнать можно вырастить кристаллы дома или нет ?

Цель проекта :

1. Доказать, что кристаллы можно выращивать в домашних условиях.

2. Наблюдение за ростом кристаллов .

3. Получение общих сведений о кристаллах .

Что такое кристалл ? С этим вопросом я обратилась к маме. Мама рассказала мне, что кристаллы – поразительные создания природы. Многие из самых обычных веществ вокруг нас - это кристаллы . Вода - одно из самых распространенных из них. Замерзающая вода превращается в кристаллы льда или снежинки . Каждая отдельная частица соли или сахара- кристалл .

Камни- тоже кристаллы . Людей всегда восхищали их яркие цвета и прозрачность. Они завораживают нас и уводят в волшебную сказку . Я очень люблю сказы П. Бажова : «Малахитовая шкатулка» , «Серебряное копытце» и др., в которых описывается красота кристаллов . Кристаллы могут иметь разнообразную форму : пирамиды, призмы и другие.

Из энциклопедии я узнала, что кристаллы могут расти как в природе, так и в искусственных условиях. Кристаллизацию можно вести разными способами :

Замораживание жидкости.

Постепенное удаление воды из насыщенного раствора.

Охлаждение насыщенного горячего раствора.

Итак, сначала я решила посмотреть, как же быстро можно получить кристаллы льда , замораживая жидкость. Для эксперимента нам нужно :

2. Ёмкость для кристаллов .

3. Фильтрованная вода.

5. Ёмкость для смешивания воды и краски.

Опыт №1 Самый простой способ получения кристаллов - замораживание обыкновенной воды. Чтобы кристаллы льда получились яркими, я решила добавить в воду цветную краску.

Полученную разноцветную воду я поместила в ёмкость для замораживания льда и отправила в холодильник. Через 1 час я достала формочку и разноцветные ледяные кристаллы , которые на свету играли всеми цветами радуги, чем не драгоценные камни, правда они быстро растаяли…. А жаль….

Папа рассказал мне, что очень красивые кристаллы можно вырастить из медного купороса, который применяют для борьбы с вредителями. А почему бы мне не поэкспериментировать, решила я, ведь медный купорос я видела у нас в гараже. Папа поддержал мою идею, потому что он у меня просто замечательный. И работа закипела…. Можно вырастить кристаллы , которые не тают? Опыт №2 .Начинаем эксперимент. Нам понадобится : 1. Медный купорос. 2.Ёмкость для выращивания кристаллов . 3. Теплая вода.

4. Инструмент для размешивания раствора.

5. Затравка (кристалл )

6. Нитка и прищепки.

7. Перчатки

Соблюдая все меры безопасности, под руководством папы я провела опыт. Насыпаем медный купорос в ёмость, заливаем теплой водой и хорошо размешиваем.

В получившийся раствор синего цвета опускаем затравку (кристалл медного купороса , которая закрепляется на нитке. И отправляем раствор в тёплое место (на батарею) . Ждём…ждём. И вот что получилось через 5 дней. Вот так чудо – мой кристалл вырос . И он не тает. Здорово!

Я решила вырастить кристаллы соли .

Опыт №3 Для проведения эксперимента необходимо :

2. Ёмкость для выращивания кристаллов .

3. Теплая вода.

4. Инструмент для размешивания раствора.

5. Затравка (кристалл соли ) .

6. Нитка и прищепки.

В стеклянном прозрачном стакане с тёплой водой растворяем соль, добавляя её всё больше и больше. Тщательно размешиваем соль до тех пор, пока она не перестанет растворяться. Опускаем в солёный раствор маленький кристалл соли , привязав его к нитке. Отправляем раствор на батарею, в тепло и ….наблюдаем. Через месяц проведения эксперимента на ниточке вырос кристалл соли небольшого размера.

Почему мой солёный кристалл не хочет расти ? Мама прочла в энциклопедии, что соль для эксперимента надо брать без примесей и добавок, только тогда можно вырастить большой и красивый кристалл . Значит соль, которую я выбрала для эксперимента, содержала разные примеси и добавки.

1. Вырастить кристаллы в домашних условиях возможно.

2. Быстрее всего можно получить кристаллы льда .

3. Кристаллы медного купороса растут медленнее 5- 7 дней и имеют более насыщенный цвет, чем раствор.

4. Кристаллы соли растут очень медленно : для того, чтобы их вырастить нужно брать соль без примесей.

5. Проводя этот эксперимент, я решила поставленную задачу по выращиванию кристаллов в домашних условиях .

Мне очень понравилось проводить эксперименты. Возможно, когда я вырасту, я смогу вырастить драгоценные кристаллы . Но это впереди.

Спасибо за внимание.

Публикации по теме:

Детский исследовательский проект «Что такое ДСП?» Актуальность проекта: Каждый день мы сидим за столом: кушаем, рисуем, лепим, играем. «А из чего же сделан сам стол?» Спросил Ваня у Гульназ.

Детский исследовательский проект «Что такое муфта?» Актуальность проекта: Читая детям сказку «Снежная королева» и рассматривая иллюстрации к ней, мы с детьми бурно обсуждали героев сказки.

"Волшебная соль" Руководитель проекта: Одинцова Елена Александровна, воспитатель МДОУ «Детский сад комбинированного вида №222" Саратов.

Детский исследовательский проект «Волшебная соль» ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ г. Москвы СРЕДНЯЯОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №668 им. ГЕРОЯ СОВЕТСКОГО СОЮЗА В. П. КИСЛЯКОВА.

Детский исследовательский проект «Зимняя одежда земли» Зимняя одежда земли. Исследовательский проект. Я Дроздов Денис. Мне шесть лет. Я посещаю детский сад «Теремок» группу№10, которая называется.

Детей завораживает всё необычное, а что может быть удивительней растущих кристаллов! Особенно, когда за их ростом можно наблюдать. Благо, что на сегодняшний день у родителей есть достаточно возможностей провести подобные опыты дома. Выращивание кристаллов, для детей является настоящим путешествием в начальную химию и познание природных явлений. Сегодня я вам покажу какие красавцы выросли из нашего набора, расскажу какой цвет повел себя лучше, разберем несколько интересных фактов об объекте изучения.

Здравствуйте уважаемые читатели блога, уверена, что ни одного из вас не оставят равнодушными правильные грани кристаллов. Они как будто кем-то специально выточены в ровные многогранники. Моего сына, которому сейчас 6 лет 3 месяца, всегда восхищали прозрачные камни в моих украшениях, он как Кай из “Снежной королевы”, мог часами рассматривать их огранку. Исходя из этого интереса, мы уже выращивали , а также ко дню Святого Валентина. И хотя у нас еще осталось немного буры, хотелось продолжить опыты с этими великолепными твердыми телами. Для этого я приобрела набор Удивительные кристаллы (наш в американском варианте Crystal Growing). Похожий той же марки имеется в Озон .

Набор для детей

В него входит:

3 пакета Фосфорнокислого аммония.
3 маленьких упаковки:
белый порошок (Алюминиевый сульфат калия);
голубой (Алюминиевый сульфат калия, хлорид натрия и искрящийся синий краситель);
красный (Алюминиевый сульфат калия и амарант).
Контейнер для кипятка.
Прозрачные контейнеры 3 размеров для выращивания, а в дальнейшем защиты от пыли.
Крышки для установки готовых твердых тел.
Картонные кольца.
Мерная ложечка.
Инструкция.

Выращивание кристаллов для детей – инструкция

Итак, действуем по инструкции:

Помощь взрослого обязательна!

Берем 200мл чистой воды, от ее чистоты зависит прозрачность конечного продукта, доводим до 100 градусов или просто до кипения. Выливаем кипяток в специально отведенный для этого контейнер (можно использовать обычный стакан).
Высыпать в емкость с кипятком содержимое одного большого пакета и мешать до тех пор пока всё не растворится. Дать 15 минут остыть, лучше использовать термометр для воды. Идеальной считается температура 40 градусов Цельсия.
Перелить остывшую жидкость в шестиугольный контейнер, в нем и будем выращивать. Подождать еще 30 минут, чтобы смесь стабилизировалась.
Теперь выбираем цвет, который нам хотелось бы иметь: в брошюре есть отдельный пункт, где описывается как можно смешать цвета, чтобы получить фиолетовый, розовый, нежно-голубой. Или выбираем основные. На этом этапе нужно учитывать, что контейнер должен находиться в месте, где удобно наблюдать за ростом и не будет надобности передвигать его в течении 4-7 дней. Для правильного формирования, нужна температура около 20 градусов Цельсия. Поэтому стоит выбрать теплую комнату или поставить контейнер на холодильник, где также будет тепло.
Аккуратно, при помощи мерной ложечки, насыпаем содержимое маленького пакетика, распределяя равномерно по всей поверхности воды. НЕ ПЕРЕМЕШИВАТЬ!
Наблюдаем за процессом каждые 2-3 часа. Если условия соблюдены, в первый день кристаллы вырастут примерно на 50мм. И станут выше около 40мм через 4-7 дней. Размер зависит от среды в которой они содержатся, в холоде процесс займет больше времени, в единичных случаях может затянуться до нескольких недель.
Если через 2-3 дня, мелкие кристаллические образования появятся на стенках контейнера, нужно положить сверху картонное кольцо, которое входит в набор. Оно поможет прекратить “побег” материала.
Как только кристаллы выросли, нужно вылить жидкость из контейнера, придерживая содержимое рукой. Второй раз жидкость использовать не получится, поэтому удостоверьтесь, что процесс завершен. Чтобы рассмотреть какой размер вырос в цветной воде, посветите на нее фонариком.
Аккуратно сполосните чистой водой готовые экземпляры. Не лейте много, это может их повредить! Вымойте контейнеры, в которых они находились, насухо вытрите. Возьмите крышки-подставки, которые до этого не использовались. Установите своих красавцев на подставку и накройте контейнером шестиугольной формы сверху.
Теперь можно любоваться!

Наш опыт

Помимо имеющегося в наборе, мы с сыном использовали кухонные часики с таймером и термометр. Это помогло нам засекать точное время ожидания, не отвлекаясь от других занятий. Определять температуру воды, моему мальчику уже приходилось, но повторение не повредит в обучающем процессе.

Выбрали цвета белый (основной) для большой емкости, синий (основной) для среднего размера и еще один смешали (красный и синий), в надежде получить фиолетовый. На этой фотографии видно, что в прозрачной воде через 45-50 минут уже появились образования. С емкости среднего размера цветное содержимое только что высыпано и постепенно опускается на дно.

А через 2 часа стало понятно, что в “фиолетовом”, делаю кавычки, так как он таковым не стал, рассмотреть ничего невозможно. В связи с этим, советую не смешивать краски, если хотите наблюдать за процессом формирования. Зато в белом, рост был виден отлично!

Наши баночки стояли около стеклянной двери на террасу. В Доминиканской республике, где мы проживаем, практически всегда жарко. Но этот январь выдался прекрасным! Температура практически весь месяц держалась в районе +20+28 по Цельсию. И всё же солнечные лучи периодически “устраивали нам шоу”. Вот так голубой растущий кристалл выглядел через 2 дня.

Затем мы уехали на три дня к морю и по возвращении сразу занялись “купанием” наших красавцев. Небольшой парад звезд:

Вот что получилось при смешивании красного с синим:

Сейчас они стоят под колпачками, в которых росли, и сын может рассматривать их, любоваться сколько душе угодно.

Вам также могут быть интересны наборы:

И вот этот , его содержимое можно посмотреть в видео:

Как это работает?

Когда мы высыпаем кристаллический комплекс в очень горячую воду, он разбивается на крошечные частицы. Эти частицы намного меньше, чем может видеть наш глаз. Теперь мы имеем кристаллический раствор, он настолько плотен, что если бы мы насыпали в него больше порошка, тот уже не смог бы раствориться.

Медленно вода остывает, какая-то ее часть испаряется. Теперь она не может держать содержимое растворенным и частицы начинают собираться в группы. Со временем другие также прикрепляются к ним и группы объединяются. Соединение происходит организованным способом, делая кристаллы, которые мы видим, с прямыми, плоскими краями.

Дорогие родители, надеюсь моя статья оказалась для вас интересной, и вызвала желания повторить опыт. Выращивание кристаллов, для детей – это поистине интересное занятие, и что немаловажно, совместное времяпровождение с родителем. Поделитесь, пожалуйста, со мной в комментариях, если вы уже пробовали выращивать кристаллы в домашних условиях? Из чего они были? Какой формы? А я на этом прощаюсь с вами, до следующих интересных статей. И не забудьте подписаться, чтобы не пропустить их!

Причудливые творения природы, часто завораживающие и притягивающие взгляд, украшающие короны королей. Бытует поверье, что некоторые из них обладают магической чудодейственной силой.

Представляем Вам интересные факты о кристаллах

В переводе с греческого, слово "кристалл" означал "лед". Однако позже кристалл приобрел и еще одно название - горный хрусталь. Ученные предполагали, что горный хрусталь будет таять при изменении температуры в высшую сторону. Однако, этого так и не произошло. Горный хрусталь наделен и еще одной особенностью - он очень гладкий и имеет плоские грани. Больше такого нигде не сыщешь.

В кристаллах все атомы расположены так, что бы из них образовывалась трехмерно-периодическая укладка. Таким образом, на поверхности мы видим кристаллическую решетку.

Самые крупные кристаллы существуют в Мексике, в двух пещерах. На глубине более 300 метров находятся кристаллы длинною в 10-15 м. Cостоят они из селенита - прозрачного гипса.

Знаете ли вы, что кристаллы воспроизводят сами себя и таким образом растут? Их по праву можно называть "живыми" существами природы.

Кристаллы могут образовывать самые различные формы.

И, не смотря на это, внутренний рисунок кристалла имеет цикличность в произведении других. Это было доказано учеными.

Знаете ли вы, что некоторые природные минералы могут образовывать кристаллы? Вот только есть одна проблема, рассмотреть таковые можно лишь через увеличительное стекло.

Вода является самым основным "ингредиентом" для образования кристалла? Кристалл очень похож на обычную ледяную снежинку.

Существует, помимо естественного образования кристаллов, искусственные. На сегодняшний день люди, которые выращивают искусственные кристаллы зарабатывают огромные деньги. Ведь из "ненастоящих" делают такие драгоценные камни как сапфир и рубин. А это - миллионы, если не миллиарды.

Есть и представители самых больших и крошечных кристаллов. Хранятся они в Австрии в музее "Хрустальные миры". Самый крупный весит более 62 кг, его достоинство оценивается в 310 тыс карат. Крошечный же вариант кристалла в диаметре не достигает и одного сантиметра. Все они принадлежат к самой знаменитой нише "Сваровски" и занесены в книгу рекордов Гиннеса.

На сегодняшний день почти все кристаллы, которые существуют, выращивают искусственно. Таким образом получают именно то, что необходимо конечному потребителю. Производство кристаллов - один из самых дорогостоящих бизнесов. И красивых.

1. о зн аем мыЧ то алл ах?к ри ст Выполнили учащиеся 3 «В» класса ГБОУ СОШ № 534 города Москвы: Самохвалов Никита Попова Анна Научный руководитель: Ковтун Е.Н.
2. Учебный предмет – Окружающий мирЦель проекта: узнать, откуда берутся кристаллы, какой формы они бывают, научиться выращивать кристаллы в домашних условиях.
3. Что такое кристаллы?Кристаллы – поразительные создания природы. Нас восхищаютих яркие цвета и прозрачность, ровные, гладкие грани и, самоеглавное, правильная форма.Кристаллы выглядят таким образом, словно их кто-то специальновырезал, отшлифовал и раскрасил. Как мы сами скоро убедимся,кристалл можно специально вырастить. В природе кристаллыобразуютсяпод действием мощныхприродных сил.Как же это происходит, ичто такое кристаллна самом деле?
4. Беспорядок и порядокВы, наверное, уже знаете, что все вещества в нашем миресостоят из мельчайших частичек – атомов и молекул. Это своегорода «кирпичики», из которых «построены» и камни, и металлы,и даже вода и воздух. Атомы и молекулы настолько малы, что ихневозможно рассмотреть даже в обычный микроскоп. Чтобы ихобнаружить, нужны специальные, очень сложные приборы.Внутри разных веществ атомы - «кирпичики» могутрасполагаться по-разному. В некоторых (например, в воде и ввоздухе) они расположены совершенно беспорядочно – такиевещества не имеют собственной формы. Но в кристаллах атомырасположены в строгом порядке, поэтому кристаллы имеюттакую строгую форму.
5. Простые и сложныеВсе кристаллы в природе имеют правильную симметричную форму,однако у разных кристаллов это форма разная. Некоторые из формпростые и знакомы тебе с детства: например, кубики, в которыеиграют все дети, - это правильные шестигранники. Однако такиеправильные кристаллы в природе встречаются достаточно редко. Убольшинства кристаллов форма довольно сложна и имеет длинноенаучное название (тетрагональная, гексагональная, моноклинная итак далее). Но вне зависимости от формы, расположение атомоввнутри любого кристалла обязательно имеет правильную,повторяющуюся структуру, причем эта структура одинакова и дляобычного кристалла, и для большого кристалла, и для его маленькогоосколка.
6. Строгая Строгая форма форма Правильное расположение атомов в кристалле называетсякристаллической решеткой. Эту решетку можно представить себе как сетку, вкоторой на одинаковых расстояниях друг от друга и в строго определенномпорядке расположены атомы химических элементов, входящих в состав данноговещества. Особые силы – силы взаимодействия – не позволяют атомампокинуть свои места и расположиться в каком-нибудь другом порядке. На этом рисунке вы видите структуру поваренной соли, котораяобразовалась атомами (а точнее, ионами) натрия. ИОНЫ – это химическиечастицы, имеющие положительный или отрицательный электрический заряд(зелёные шарики) и хлора (белые шарики). Ионы натрия имеют положительныйзаряд, а ионы хлора - отрицательный. Таким образом, они притягиваются друг кдругу (а также отталкиваются друг от друга), как маленькие магниты.
7. Сложно, но красивоКристаллическую структуру имеют многиевещества, причем не только яркие и блестящиедрагоценные камни, но и обычные камни, изкоторых состоят горы, скалы и ущелья. Научноеназвание этих камней - минералы, причемформа образована из более простых, таких каккуб, пирамида и тому подобное. Названия уминералов часто довольно сложные, нозвучные и красивые – одно из этих названийвам наверняка приходилось слышать раньше.
8. Форма кристаллов некоторых минералов Алмаз, Магнетит, Гранат, Родонит, Тремолит, Авгит.
9. Апофиллит т ит г не а М
10. Научный фактЧто будет, если обработать кристалл ипридать ему другую форму – например, изкристалла каменной соли выточить шар?Казалось бы, что от большого красивогокристалла с его гранями и ребрами, ничего неостанется. Но…. Если опустить этот шар вводу и немного подождать, он станет….. кубом,то есть вновь примет ту форму, которая былаему изначально свойственна.
11. Откуда берутся кристаллы?Кристаллы возникают благодаря испарению. При испарении(«высыхании») вода превращается в пар и улетучивается. Норастворенные в воде химические вещества не могутиспариться вместе с ней и оседают в виде кристаллов. Ноесть и ещё один способ получить кристаллы – охлаждения.Именно из-за охлаждения миллионы лет назад на Землепоявились многие минералы. «Раствором» для этого «опыта»служила магма – расплавленная масса горных пород в недрахЗемли. Поднимаясь к поверхности из раскалённой глубины,магма охлаждалась, и в результате этого охлаждения, котороемогло длиться не одну тысячу лет, образовались те самыеминералы, по которым мы ходим, на которые взбираемся икоторые некоторые из мам носят на пальце. Кстати, когда тына морозе дышишь на стекло, вода содержащаяся в твоёмдыхании в виде пара, от охлаждения превращается вкрошечные кристаллы – иней.
12. Кристаллы солёные и кристаллы сладкиеДля формирования кристаллов железа, алмазов или горногохрусталя природе потребовалось многие века. Некоторыекристаллы можно вырастить за неделю. Но есть кристаллы,которые можно не только вырастить у себя дома, но и съесть. Сольи сахар, которые найдутся на каждой кухне, также имеюткристаллическую природу.
13. Кристаллы льда и снега. Кристаллы замерзающей воды, то есть лёд и снег, известны всем. Эти кристаллы почти полгода покрывают необозримые пространства Земли, лежат на вершинах гор и сползают с них ледниками, плавают айсбергами в океанах. Это – кристаллы замёршей воды, то есть лёд и снег.Каждый отдельный кристаллик льда, каждаяснежинка хрупка и мала. Часто говорят, чтоснег падает как пух. Но даже это сравнение,можно сказать, слишком «тяжёлое»: ведькаждая снежинка примерно в 10 раз легчепушинки. Десяток тысяч снежинок веситстолько же, сколько весит одна копейка. Но,соединяясь в огромных количествах вместе,снежные кристаллы могут, например,остановить поезд; они даже могут сдвигать иразрушать скалы, как это делают снежныелавины и ледники.
14. Дорогие друзья!Выращивание кристаллов в домашних условиях –достаточно длительный процесс. После изготовленияраствора первые результаты становятся виднытолько через 24-36 часов. Но, чем дольше вы ждёте,тем больше и красивее становятся растущиекристаллы. Чтобы вырастить кристалл размером 6-8смпотребуется приблизительно неделя. Когда растворполностью испарится, вы увидите на дне контейнерабольшие, красивые, переливающиеся всеми гранямицветные кристаллы.
15. Т ПЫОПЫТ О
16. Откроем контейнер с реактивом, и высыпаемпримерно половину его содержимого в пластиковыйстаканчик

Муниципальное Бюджетное общеобразовательное учреждение

Одинцовская гимназия № 4

Исследовательская работа

Кристаллы

Работу выполнила:

Минасова Виктория

Ученица 2-го «В» класса

Руководитель:

Манухова Н.Е

Учитель нач.классов

Оглавление:

Введение

1. Теоретическая часть.

1.1 Что такое кристаллы?

1.2 Виды и типы кристаллов.

1.3 Какие формы бывают у кристаллов?

1.4 Строение кристаллов

1.5 Кристаллы в жизни человека.

1.6 Интересные факты о кристаллах

1.7 Кристаллы - драгоценные камни

Вывод

Список литературы

Приложения

2.Экспериментальная часть.

2.1. Выращивание кристалла из химического состава

2.2.Вращивание кристалла из сахарного сиропа

Введение:

Как-то раз, когда мне было 5 лет мы с мамой растили кристалл. Тогда я не понимала, насколько это интересно наблюдать за ними, следить за их ростом и замечать, как они образуют различные формы. Я вспомнила об этом, когда нам нужно было выбрать тему своей исследовательской работы.

Собирая информацию для проекта, мы узнали, что можно вырастить кристаллы не только из готовых химических составов, но и из соли, медного купороса и сахара. В теме этого проекта мы попробуем вырастить кристаллы из готового химического состава и сахара.

Цель моего проекта : узнать и рассказать одноклассникам интересные сведения о кристаллах, об их форме, о том, как появляются кристаллы.

Задачи:

1.Провести анализ источников по теме проекта;

2.Узнать о том, как появляются кристаллы;

3.Выяснить, какие бывают кристаллы;

4.Вырастить кристаллы в домашних условиях;

5.Создать презентацию по теме проекта.

1.Теоретическая часть.

1.1 Что такое кристаллы?

Само слово кристалл произошло от древнегреческого «krystallos», что значит «лёд». Айсберг – огромная глыба льда. Твердое вещество, молекулы которого организованы в четкой повторяющейся схеме. Благодаря такой повторяющейся структуре кристаллы сами могут принимать странные и интересные формы. Иногда их совершенство наводит на мысль, что над ними потрудился профессиональный огранщик

Кристалл - это твердое состояние вещества. Он имеет определенную форму и определенное количество граней вследствие расположения своих атомов. Все кристаллы одного вещества имеют одинаковую форму, хоть и могут отличаться размерами.

В природе существуют сотни веществ, образующих кристаллы. Вода - одно из самых распространенных из них. Замерзающая вода превращается в кристаллы льда или снежинки. Минеральные кристаллы тоже образуются в ходе определенных породообразующих процессов. Огромные количества горячих и расплавленных горных пород глубоко под землей в действительности представляют из себя растворы минералов. Когда массы этих жидких или расплавленных горных пород выталкиваются к поверхности земли, они начинают остывать. Они охлаждаются очень медленно. Минералы превращаются в кристаллы, когда переходят из состояния горячей жидкости в холодную твердую форму. Например, горный гранит содержит кристаллы таких минералов, как кварц, полевой шпат и слюда. Миллионы лет тому назад гранит был расплавленной массой минералов в жидком состоянии.

В настоящее время в земной коре имеются массы расплавленных горных пород, которые медленно охлаждаются и образуют кристаллы различных видов. Кристаллы могут иметь всевозможные формы. Все известные в мире кристаллы могут быть разделены на 32 вида, которые в свою очередь могут быть сгруппированы в шесть видов. Кристаллы могут иметь и разные размеры. Некоторые минералы образуют кристаллы, которые разглядеть можно только с помощью микроскопа. Другие же образуют кристаллы, вес которых составляет несколько сотен фунтов.(рис1)

1.2 Виды и типы кристаллов

Различают несколько типов кристаллов:

1) ионные

2) атомные

3) металлические

4) молекулярные

Идеальная форма кристалла имеет вид многогранника. Такой кристалл ограничен плоскими гранями, прямыми ребрами и обладает симметрией. В кристаллах можно найти различные элементы симметрии. Кристаллические тела делятся на монокристаллы и поликристаллы.

Виды кристаллов

Монокристаллы Поликристаллы

Монокристалл представляет собой монолит с единой ненарушенной кристаллической решеткой. Природные монокристаллы больших размеров встречаются очень редко.

Монокристаллами являются кварц, алмаз, рубин и многие другие драгоценные камни.

Большинство кристаллических тел являются поликристаллическими, то есть состоят из множества мелких кристалликов, иногда видных только при сильном увеличении.

Поликристаллами являются все металлы

Природные кристаллы.

Раньше кристаллы считали редкостью. Конечно, великаны многогранники встречаются не часто. Но кристаллы меньших размеров окружают нас повсюду. В граните даже без лупы можно легко различить пластинки слюды, кристаллики кварца и полевого шпата. Песок состоит из окатанных кристаллов кварца, а мрамор – из кристаллов кальцита. Почти все минералы на земле состоят из кристаллов. Установлено, что все металлы и почти все камни – кристаллы. На земле нет некристаллических металлов.

Снежинки - это тоже кристаллы. Составленные из тонких ледяных иголочек, они похожи на звездочки. У этих звездочек всегда шесть лучей. Все они разные. Один ученый сделал 2500 фотоснимков снежинок, и все они отличались. Узоры на окнах зимой - это тоже кристаллы воды. Толстый лед на реке составлен из шестиугольных столбиков, похожих на карандаши. И иголочки снежинок, и «карандашики» - это кристаллы замёршей воды. Из кристаллов состоят очень многие другие тела: в глине, каучуке, саже, костях, волосах, иглах дикобраза, клыках мамонта, в волокнах шерсти, шелка, целлюлозы обнаружено кристаллическое строение.

Природные кристаллы всегда возбуждали любопытство у людей. Их цвет, блеск и форма затрагивали человеческое чувство прекрасного, и люди украшали ими себя и жилище.

С давних пор с кристаллами были связаны суеверия; как амулеты, они должны были не только ограждать своих владельцев от злых духов, но и наделять их сверхъестественными способностями.

Позднее, когда те же самые минералы стали разрезать и полировать, как драгоценные камни, многие суеверия сохранились в талисман ах «на счастье» и «своих камнях», соответствующих месяцу рождения.

В природе кристаллы образуются тремя путями: из расплава, из раствора и из паров.

Примером кристаллизации из расплава является образование льда из воды.

Примером образования кристаллов из растворов, могут служить сотни миллионов тонн соли, выпавшей из морской воды.

Примером образования кристаллов из пара и газа являются снежинки, иней. Воздух, содержащий влагу, охлаждается, и прямо из него вырастают снежинки той или иной формы.

Многие кристаллы, что удивительно, являются продуктами жизнедеятельности организмов. Это, например, жемчуг, перламутр.

Рифы и целые острова в океанах сложены из кристалликов углекислого кальция, составляющих основу скелета беспозвоночных животных - коралловых полипов. (рис 2-4)

Искусственные кристаллы.

Для многих отраслей техники, выполнения научных исследований требуются кристаллы очень высокой химической чистоты с совершенной кристаллической структурой.

Кристаллы, встречающиеся в природе, этим требованиям не удовлетворяют, так как они растут в условиях, весьма далеких от идеальных

Кроме того, потребность во многих кристаллах превышает запасы в природных месторождениях.

Из более чем 3000 минералов, существующих в природе, искусственно удалось получить уже больше половины. (рис 5-7)

1.3 Формы кристаллов

Форма кристаллов следует топологии молекул, из которых они состоят так, что каждая новая молекула может закрепиться, как в конструкторе заданной формы, по направлениям межатомных связей.

Но то, сколько молекул закрепится и с какой стороны и грани, то, насколько непрерывно будет нарастать конструкция кристалла, какие молекулы примесей и сколько окажется включенным в кристалл или, при невозможности образовать связи с его конструкцией, внедрятся в него как кристалл другого типа, - все это зависит от внешних условий формирования кристаллов, приводя к невероятному разнообразию форм даже для "чистого" вещества (содержащего молекулы одного вида). Наибольшее влияние оказывают температура и химический состав окружающей среды.

В каждых данных условиях формируется и остается неизменным ("выживает") то, что соответствует этим условиям, а в противном случае претерпевает изменения.

Наиболее знакомо всем и постоянно наблюдается разнообразие кристаллов воды: Снежинки, Ледяные узоры, Кристаллы воды.

Повсюду разнообразные формы кристаллов окружающих веществ, видимые и микроскопические, непосредственно определяющие нашу жизнь и вообще делающие возможной жизнь на Земле. Ведь органические вещества и даже био -формы - так же определены в своей основе направленностью межатомных связей в молекулах. (рис.8)

1.4 Строение кристаллов

Разнообразие кристаллов по форме очень велико .

В кристаллах все атомы расположены так, чтобы из них образовывалась трехмерно-периодическая укладка. Таким образом, на поверхности мы видим кристаллическую решетку. (рис.9)

Кристаллы могут иметь от четырех до нескольких сотен граней. Но при этом они обладают замечательным свойством - какими бы ни были размеры, форма и число граней одного и того же кристалла, все плоские грани пересекаются друг с другом под определенными углами. Углы между соответственными гранями всегда одинаковы.

Кристаллы каменной соли, например, могут иметь форму куба, параллелепипеда, призмы или тела более сложной формы, но всегда их грани пересекаются под прямыми углами. Грани кварца имеют форму неправильных шестиугольников, но углы между гранями всегда одни и те же - 120°.

Закон постоянства углов, открытый в 1669 г. датчанином Николаем Стено, является важнейшим законом науки о кристаллах - кристаллографии.

Измерение углов между гранями кристаллов имеет очень большое практическое значение, так-как по результатам этих измерений во многих случаях может быть достоверно определена природа минерала.

Простейшим прибором для измерения углов кристаллов является прикладной гониометр. (рис. 10-11)

Гониометр (от греч. γωνία (гониа) - угол и греч. μέτρεω (метрео) - измеряю)

Прибор для измерения углов между плоскими гранями твердых тел. Используется в кристаллографии, геодезии, метрологии и др.

1.5 Кристаллы в жизни человека

Мы живем в мире кристаллов. Наши дома и города построены из камня и металла, т.е. в основном из кристаллов. Мы ходим по кристаллам, добываем кристаллы из земли, создаем изделия из кристаллических материалов, едим кристаллы, лечимся кристаллами и даже сами частично состоим из кристаллов. Из кристаллов делают очень много нужных вещей. Например, полупроводниковые кристаллы применяются в радиотехнике, камни в часах- тоже кристаллы. У кристаллов много применений.

Из таблицы видно, что кристаллы широко применяются в науке и технике(прил.): полупроводники, призмы и линзы для оптических приборов, лазеры, пьезоэлектрики, сегнетоэлектрики, оптические и лектрооптические кристаллы, ферромагнетики и ферриты, монокристаллы металлов высокой чистоты...(рис.12-13)

Около 80% всех добываемых природных алмазов и все искусственные алмазы используются в промышленности.

Рентгеноструктурные исследования кристаллов позволили установить строение многих молекул, в том числе и биологически активных – белков, нуклеиновых кислот.

Сегодня трудно назвать такую отрасль производства, в которой бы не использовались кристаллы. Ограненные кристаллы драгоценных камней, в том числе выращенных искусственно, используются как украшения. (рис.14-16)

1.6. Интересные факты о кристаллах

1) Самые крупные кристаллы существуют в Мексике, в двух пещерах. На глубине более 300 метров находятся кристаллы длинною в 10-15 м. А сами таковые состоят из селенита - прозрачный гипс. (рис.17)

2) Знаете ли вы, что кристаллы воспроизводят сами себя и таким образом растут? Их по праву можно называть "живыми" существами природы.(рис.18)

3) Кристаллы могут образовывать самые различные формы. И, несмотря на это, внутренний рисунок кристалла имеет цикличность в произведении других. Это было доказано учеными. (рис.19)

4) Знаете ли вы, что некоторые природные минералы могут образовывать кристаллы? Вот только есть одна проблема, рассмотреть таковые можно лишь через увеличительное стекло. (рис.20)

5) Знаете ли вы, что вода является самым основным "ингредиентом" для образования кристалла? (рис.21)

6) Есть и представители самых больших и крошечных кристаллов. Хранятся они в Австрии в музее "Хрустальные миры". Самый крупный весит более 62 кг и имеет 310 тыс. карат. Крошечный же вариант кристалла в диаметре не достигает и одного сантиметра. Все они принадлежат к самой знаменитой компании "Сваровски" и занесены в книгу рекордов Гиннеса. (рис.22-24)

1.7 Кристаллы - драгоценные камни.

Происхождение и строение драгоценных камней.

Драгоценные камни - это минералы, которые обладают особыми свойствами. Ценность камней зависит от того, насколько они редки, каковы их цвет, прозрачность, вес. Откуда же черпают минералы свою силу? Все минералы образуются в ходе процесса, называемого кристаллизацией. При высокой температуре минерал является частью раствора. Находясь в жидком состоянии, остывая, он приобретает свою многогранную форму и характерную внутреннюю структуру со строгим порядком распределения атомов.

Все драгоценные камни, за редким исключением, принадлежат миру минералов.

Минералы могут возникать различными способами. Одни образуются из огненно-жидких расплавов и газов в недрах Земли или из вулканических лав, извергнутых на ее поверхность (магматические минералы). Другие выпадают из водных растворов либо растут с помощью организмов на (или вблизи) земной поверхности (осадочные минералы). Новые минералы образуются путем перекристаллизации уже существующих минералов под влиянием больших давлений и высоких температур в глубинных слоях земной коры (метаморфические минералы).

Химический состав минералов выражают формулой. Примеси при этом не учитываются, даже если они вызывают появление цветовых оттенков, вплоть до полного изменения цвета минерала. Почти все минералы кристаллизуются в определенных формах, то есть представляют собой кристаллы - однородные по составу тела с регулярным расположением атомов, ионов или молекул в решетке. Кристаллы характеризуются строгими геометрическими формами и ограничены преимущественно гладкими плоскими гранями. В большинстве своем кристаллы мелки, отчасти даже микроскопически малы; но встречаются и гигантские экземпляры. Внутренняя структура кристаллов (пространственная решетка) определяет их физические свойства, в том числе внешнюю форму, твердость и способность раскалываться, тип излома, плотность и оптические явления.

Вывод .

1. Кристаллы- это камни с природной, правильной, симметричной, многогранной формой;

2. Все металлы и почти все камни – кристаллы. На земле нет некристаллических металлов;

3. Мы живем в мире кристаллов. Наши дома и города построены из кристаллов, мы ходим по кристаллам, едим кристаллы, лечимся кристаллами и т.д.

4. Форма кристалла зависит от того, как расположены частицы из которых он состоит;

5. У кристаллов может быть 9 вариантов формы: призма (ромбическая и шестигранная), куб, цилиндр и др. У кристаллов медного купороса- форма ромбической призмы, у кристаллов поваренной соли форма куба.

6. Что бы вырастить кристалл нужно: приготовить насыщенный раствор вещества; выделить на следующий день кристалл-затравку; закрепить кристалл-затравку в растворе и ждать.

Список литературы:

1. Большая иллюстрированная энциклопедия эрудита «Издательство МАХАОН» 2006г.

2. Кантор Б. З «Минерал рассказывает о себе" 1985г.

3. Алексинский В. Н «Занимательные опыты по химии" 1995г.

4. Китайгородский А.И «Кристаллы» 1950г.