Практическа работа „Кристали

Вешнякова Кристина, Волынкина Мария.

2011 – 2012 академична годинаТаблица.Страница

  1. Въведение. Какво знаем за кристалите? 3
  1. 1.1. Уместността на работата
  2. 1.2. Целта и задачите на работата
  3. 1.3. Практическото значение на работата

  1. Преглед на литературата
  1. 2.1. Какво представляват кристалите 3
  2. 2.2. Кристална структура 4
  3. 2.3. Кристали във Вселената 4
  4. 2.4. Приложение на кристали 4
  5. 2.5. Ледени и водни кристали 5

  • Практическа част
    • 3.1. Отглеждане на солни кристали 6

    3.2 Отглеждане на водни кристали 6

    Въведение. Какво знаехме за кристалите?Кристали... но те са красиви редки камъни. Предлагат се в различни цветове, повечето са прозрачни и най-забележителното са с красива правилна форма. Обикновено кристалите са многостени, техните страни (лица) са идеално плоски, ръбовете са строго прави. Те радват окото с прекрасна игра на светлина във фасетите, невероятна закономерност на структурата ...

    Всичко казано наистина е вярно, но ... кристалите изобщо не са музейна рядкост. Кристалите са навсякъде около нас. Твърди вещества, от които строим къщи и правим машини, вещества, които използваме в ежедневието - почти всички те принадлежат към кристалите.

    Съвременната наука се стреми да научи нещо ново, да погледне отвъд пределите на Вселената, да разгадае тайните на микросвета. Но зад големите цели се забравя това, което е наблизо, без което не можем и го използваме всеки ден. Уместността на работата се състои в намирането на интересно и необичайно наблизо, в това, което е достъпно за наблюдение и изучаване, не изисква много усилия и разходи.Например сол. Солта, която е на всяка маса, във всяка къща, позната и позната, непозната и тайнствена! Или сняг. Снегът, който лежи под краката ни.

    научете как да отглеждате кристали у дома.

    • разберете какво представляват кристалите и къде се намират;
    • научете за използването на кристали; · отглеждане на кристали у дома; · да изучават условията за образуване на кристали, тяхната форма;Практическата стойностна работата е, че може да се използва в уроците по физика по тази тема или в уроците по технологии за извършване на творческа работа.

    В лютата алпийска зима ледът се превръща в камък.

    Тогава слънцето не е в състояние да разтопи такъв камък.

    Подобно заключение е направено в древността в Китай и Япония - там ледът и планинският кристал са били означавани с една и съща дума. И дори през 19 век. поетите често комбинират тези образи заедно. Например А. С. Пушкин в творбата си „Към Овидий“ пише:

    Едва прозрачен лед, избледняващ над езерото,

    Покри неподвижни струи с кристал.

    1. Кристална структура
    Първоначално този термин се използва само за прозрачни фасетирани естествени тела, по-късно се разшири до непрозрачни и дори неизрязани образувания. В края на 17в беше забелязано, че има известна симетрия в тяхното разположение. Установено е също, че някои непрозрачни минерали също имат естествен правилен срез и че формата на среза е характерна за определен минерал. Имаше предположение, че формата може да бъде свързана с вътрешната структура. В крайна сметка кристали започнаха да се наричат ​​всички твърди тела, които имат естествена форма на правилни полиедри. Повечето естествени и изкуствени твърди материали саполикристалните, монокристалите се наричат ​​монокристали. Естествената форма на кристалите е следствие от подреденото разположение на атомите в кристала. През 1784 г. френският абат Р. Гаюи написва книга, в която предполага, че кристалите възникват в резултат на правилното подреждане на малки еднакви частици, които той нарича "молекулни блокове". Hayuy показа как могат да се получат гладки плоски повърхности на калцит чрез подреждане на такива "тухли". Той обяснява разликите във формата на различните вещества с разликата както във формата на „тухлите“, така и в начина им на полагане.

    Триизмерната периодична пространствена опаковка се нарича кристална решетка.

    Основната характеристика на кристалната структура е нейната повторяемост през строго равни разстояния. Кристалните решетки са много разнообразни. Обаче свойствата, общи за всички кристали, се обясняват безупречно от решетъчната структура на кристалите.

    Кристали във Вселената

    В облаците, в дълбините на Земята, по върховете на планините, в пясъчните пустини, в езерата, моретата и океаните, в доменните пещи, в химическите заводи, в научните лаборатории, в клетките на растенията, в живите и мъртви организми – срещаме кристали навсякъде. Много кристали са отпадъчни продукти на организмите. Някои видове мекотели имат способността да натрупват седеф върху чужди тела, попаднали в черупката. След 5-10 години се образуват перли. Кристалите са диаманти, рубини, сапфири и други скъпоценни камъни. Няма такова място на Земята, където няма да има кристали, където възникването, растежът и унищожаването на кристали няма да се случват през цялото време. Метеоритите, пратеници от звездния свят, също се състоят от кристали. В космоса извънземни - метеорити - има известни кристалина Земята и кристали от минерали, които не се срещат на Земята.

    1. Прилагане на кристали.
    • Естествените кристали винаги са будили любопитството на хората. Техният цвят, блясък и форма са повлияли на човешкото усещане за красота и хората са украсявали себе си и домовете си с тях. От дълго време суеверията са свързани с кристалите; като амулети те трябвало не само да защитават своите собственици от зли духове, но и да ги даряват със свръхестествени сили.
    • По-късно, когато същите минерали започнаха да се режат и полират като скъпоценни камъни, много суеверия бяха запазени в талисманите "за късмет" и "собствените камъни", съответстващи на месеца на раждане. Всички естествени скъпоценни камъни с изключение на опала са кристални и много от тях, като диамант, рубин, сапфир и изумруд, се предлагат в красиво изрязани кристали. Кристалните бижута са толкова популярни сега, колкото и през неолита.
    • Позовавайки се на законите на оптиката, учените търсеха прозрачен, безцветен и бездефектен минерал, от който би било възможно да се направят лещи чрез шлайфане и полиране. Неоцветените кварцови кристали имат необходимите оптични и механични свойства и от тях са направени първите лещи, включително и тези за очила. Дори след появата на изкуственото оптично стъкло необходимостта от кристали не е изчезнала напълно; кристали от кварц, калцит и други прозрачни вещества, които пропускат ултравиолетово и инфрачервено лъчение, все още се използват за направата на призми и лещи на оптични инструменти.
    • Кристалите са в основата на много съвременни устройства: компютри, генератори и приемници на радиация, магнитни записващи устройства, потребителска електроника, слънчеви батерии, поставени на външната повърхност на космосасамолети, за лазерни технологии и др.
    • Кристалните прахове (сол, захар, лекарства, минерални торове, експлозиви и др.) се използват широко в хранително-вкусовата, фармацевтичната, селското стопанство, металургията и други области
    • Изкуствени кристали. От дълго време човекът мечтае да синтезира камъни, които са също толкова скъпоценни, колкото тези, които се намират в естествени условия. До 20 век подобни опити бяха неуспешни. Но през 1902 г. е възможно да се получат рубини и сапфири, които имат свойствата на естествените камъни. По-късно, в края на 40-те години, са синтезирани изумруди, а през 1955 г. General Electric Company и Физическият институт на Академията на науките на СССР съобщават за производството на изкуствени диаманти, които изобщо не съществуват в природата. Например кубичните цирконии - името им идва от съкращението ФИАН - Физически институт на Академията на науките, където са получени за първи път. Кристалите от кубичен цирконий ZrO2 са кристали от кубичен цирконий, които изглеждат много подобни на диаманти.
    Например, лагерите за часовници и други прецизни инструменти отдавна се правят от изкуствени рубини.

    Ледени и снежни кристали

    Кристали от замръзнала вода, т.е. ледът и снегът са известни на всички. Тези кристали за почти половин година (а в полярните райони и през цялата година) покриват огромните пространства на Земята, лежат по върховете на планините и се плъзгат от тях като ледници, плуват като айсберги в океаните.

    Ледената покривка на река, маса от ледник или айсберг, разбира се, не е един голям кристал, тя се състои от много отделни кристали. Не винаги можете да ги различите, защото са малки и всички растат заедно. Понякога тези кристали могат да бъдат разграничени в топящия се лед, например в ледените късове на пролетния ледоход на реката. Тогава става ясно, че ледът се състои, така да се каже, от "моливи", слети заедно, като в сгъната опаковкамоливи:

    Ледените игли достигат дължина 1-2 cm, а понякога достигат 10-12 cm.

    В мразовити дни, когато слънцето все още не е имало време да унищожи следите от нощни студове, дърветата и храстите са покрити със скреж. На клоните се виждат снопчета тънки шестоъгълни игли - ледени кристали. Гората е украсена с приказно богатство от кристали, кристална премяна. Всеки отделен леден кристал, всяка снежинка е крехка и малка.

    Картините на скреж върху стъклата на прозорцитепо същество са същите като скреж, който се образува по земята и по клоните на дърветата. Механизмът на образуване на слана и тези модели са еднакви.

    Шарките върху чашите се появяват поради образуването на кристали от преохладени водни капки.

    Качеството и външният вид на получения модел зависи от влажността на въздуха, разликата и температурните колебания вътре и вън, повърхността на стъклото, посоката, силата и скоростта на вятъра. Ето защо рисунките винаги са различни и не приличат една на друга.

    Учените са преброили огромен брой видове ледени модели. Шарките са много разпространени - дендрити и трихити. Дендритите на прозорците растат в дървовидни форми. От своя страна, ледените шарки - трихити изглеждат като влакнести образувания.

    На прозорците се появяват шарки от дендрити при висока влажност и положителна вътрешна температура. Първо върху стъклото се появява тънък воден слой и след това настъпва кристализация. Тъй като дебелината на водния филм е по-голяма в долната част на прозорците, тук се образуват ледени „дървета“. Но при липса на влага на прозорците се появяват миниатюрни дендрити.

    По острите ръбове на чашите, където често се образуват чипове и пукнатини, обикновено се образуват трихитни шарки. В повечето случаи, както основното влакно, така и тънките влакна, съседни на неголентите за скреж са леко извити.

    1. Отглеждане на солни кристали

    Многобройните технологични нужди от кристали стимулират изследванията на методи за отглеждане на кристали с предварително определени химични, физични и електрически свойства. Работата на изследователите не беше напразна и бяха открити начини за отглеждане на големи кристали от стотици вещества, много от които нямат естествен аналог. В лабораторията кристалите се отглеждат при внимателно контролирани условия, за да се осигурят желаните свойства, но по принцип лабораторните кристали се образуват по същия начин, както в природата – от разтвор, стопилка или пара. Най-простите експерименти за отглеждане на кристали могат да се извършат с готварска сол.

    Най-простите експерименти за отглеждане на кристали могат да се извършат с готварска сол. Което и направихме.

    Направихме наситен разтвор на готварска сол: за това солта се добавя към топла вода и се разбърква, докато солта престане да се разтваря и се утаи на дъното на чашата. Спуснаха вълнена нишка в чаша и я поставиха на топло място.

    Кристалите на солта са започнали да растат. Дори от външната страна на чашата се образува сол, но не приличаше на кристали. На конеца и на дъното на чашата се образуваха красиви кристали

    Кристалите могат да се отгледат чрез вземане на семе. т.е. малък кристал и го завържете на конец, спуснете го в солен разтвор.

    Кристалите на солта могат да се отглеждат и върху клони на лиственица. За да направите това, те трябва да бъдат спуснати в солен разтвор и след известно време да бъдат извадени и оставени да изсъхнат. По клоните се образува скреж от кристална сол. Тези клони могат да се използват за направата на букети.

    2. Отглеждане на ледени кристали

    Опит 1. Налейте вода в малка дълбока чинийка за чай. Чинийкасложете в снега. След известно време температурата на водата ще стане равна на 0 ° C, но водата ще продължи да отделя топлина. Загубвайки топлина, водата при 0 ° C в чинийка ще започне да замръзва. На повърхността на водата ще се появят прозрачни, продълговати игловидни ледени кристали. Появявайки се поотделно, те бързо се обединяват в групи и образуват солидна ледена кора на повърхността на водата. Когато се гледат през лупа, ледените кристали имат формата на силно удължени шестоъгълни призми. Между тях има много шестлъчеви "звезди". Това са игли, които са се развили в причудлива група и образуват деликатната структура на звездичка. Увеличавайки се и разширявайки се, ледените игли се срещат една с друга и се разклоняват. Така се образуват скрежови шарки по стъклата на прозорците. За образуването на дендрити е необходимо бързо охлаждане.

    Опит 2. Поставете голяма капка вода върху малка чиста чаша. Охладете чашата силно, като я притиснете към снега или охлаждащата смес. Замръзвайки, капка вода ще даде красиви кристали под формата на различни звезди. Такива кристални звезди се образуват във водни капчици, отнесени от движението на въздуха на значителна височина. През студения сезон звездите снежинки падат и достигат до земята. Ние казваме: „Вали сняг“.Изводи.И така, в хода на работата научихме повече за кристалите, разбрахме, че около нас има много интересни и необичайни неща и това е достъпно за наблюдение и изучаване, не изисква много усилия и разходи. Опитахме се да отгледаме кристали и успяхме.

    1. Голямата българска енциклопедия, 16 т. М - Научно издателство "Голяма българска енциклопедия" 2010 г.
    2. М.П.Шаскольская. кристали. М - "Наука" 1985г.
    3. Материали от GeoWiki - отворена енциклопедия по геонауки.

    6. Съвременна кристалография.М., 1979-1981.V.1-4; Чупрунов Е.В., Хохлов А.Ф., Фадеев М.А. кристалография. М., 2000;