KRISTAL DAN KRISTALLOGRAFI
Kristal (dari bahasa Yunani krystallos - "es transparan") awalnya disebut kuarsa transparan (kristal batu), ditemukan di Pegunungan Alpen. Kristal batu disalahartikan sebagai es, mengeras karena suhu dingin sedemikian rupa sehingga tidak lagi meleleh. Mulanya fitur utama sebuah kristal terlihat dalam transparansinya dan kata ini digunakan untuk diterapkan pada semua padatan alami yang transparan. Belakangan mereka mulai memproduksi kaca yang kecemerlangan dan transparansinya tidak kalah dengan bahan alami. Benda yang terbuat dari kaca semacam itu disebut juga “kristal”. Bahkan saat ini, kaca dengan transparansi khusus disebut kristal, dan bola “ajaib” para peramal disebut bola kristal. Ciri luar biasa dari kristal batu dan banyak mineral transparan lainnya adalah tepiannya yang halus dan rata. Pada akhir abad ke-17. terlihat adanya kesimetrian tertentu dalam susunannya. Ditemukan juga bahwa beberapa mineral buram juga memiliki potongan teratur alami dan bentuk potongan tersebut merupakan ciri khas mineral tertentu. Muncul dugaan bahwa bentuk itu mungkin terkait dengannya struktur internal. Akhirnya, kristal kemudian disebut sebagai semua zat padat yang memiliki bentuk datar alami. Tonggak penting dalam sejarah kristalografi adalah sebuah buku yang ditulis pada tahun 1784 oleh kepala biara Perancis R. Gaüy. Dia berhipotesis bahwa kristal muncul dari susunan partikel kecil yang identik, yang dia sebut “blok molekul”. Haüy menunjukkan betapa halus dan ratanya tepi kalsit yang dapat diperoleh dengan meletakkan “batu bata” tersebut. Dia menjelaskan perbedaan bentuk berbagai zat melalui perbedaan bentuk “batu bata” dan cara peletakannya. Sejak zaman Haüy, hipotesis telah diterima bahwa bentuk kristal yang teratur mencerminkan susunan internal partikel yang teratur, tetapi hal ini baru dikonfirmasi pada tahun 1912, ketika M. von Laue di Munich menetapkan bahwa sinar-X didifraksi pada bidang atom di dalam kristal. Jatuh pada pelat fotografi, sinar yang terdifraksi menciptakan pola geometris bintik-bintik gelap di atasnya. Berdasarkan posisi dan intensitas titik-titik tersebut, seseorang dapat menghitung ukuran suatu unit struktural dan menentukan lokasi atom di dalamnya. Mengingat kemungkinan mempelajari struktur internal secara langsung, banyak orang yang terlibat dalam kristalografi mulai menggunakan istilah "kristal" untuk diterapkan pada semua padatan dengan struktur internal yang teratur. Mereka percaya bahwa hanya kondisi yang menguntungkan yang diperlukan agar tatanan internal dapat terwujud dalam bentuk perubahan eksternal yang teratur. Beberapa ilmuwan lebih suka menyebut zat padat yang tidak memiliki tatanan internal yang termanifestasi secara eksternal sebagai “kristal”, dan yang dimaksud dengan “kristal”, sebagaimana dulu, adalah zat padat dengan segi alami.
NEGARA KRISTAL
Atom-atom penyusun gas, cairan, dan padatan memiliki derajat keteraturan yang berbeda-beda. Dalam gas, atom dan kelompok kecil atom yang bergabung membentuk molekul berada dalam gerakan acak dan konstan. Jika gas didinginkan, maka suhu tercapai ketika molekul-molekulnya bergerak sedekat mungkin satu sama lain dan cairan terbentuk. Namun atom dan molekul suatu cairan masih dapat meluncur relatif satu sama lain. Ketika beberapa cairan, seperti air, didinginkan, suatu suhu tercapai di mana molekul-molekulnya membeku menjadi keadaan kristal yang relatif tidak bergerak. Temperatur yang berbeda untuk semua zat cair ini disebut titik beku. (Air membeku pada 0° C; dalam hal ini, molekul-molekul air bergabung satu sama lain secara teratur, membentuk susunan yang teratur. sosok geometris.) Setiap partikel suatu zat (atom atau molekul) dalam keadaan kristal mempunyai lingkungan yang sama dengan partikel lain yang sejenis di seluruh kristal. Dengan kata lain, ia dikelilingi oleh partikel-partikel yang sangat spesifik yang terletak pada jarak yang sangat spesifik darinya. Susunan tiga dimensi yang teratur inilah yang menjadi ciri kristal dan membedakannya dari padatan lainnya.
PEMBENTUKAN KRISTAL
Secara umum, kristal terbentuk melalui tiga cara: dari lelehan, dari larutan, dan dari uap. Contoh kristalisasi dari lelehan adalah pembentukan es dari air, karena air pada hakikatnya tidak lebih dari es cair. Kristalisasi dari lelehan juga mencakup proses pembentukan batuan vulkanik. Magma yang menembus retakan kerak bumi atau dipaksa keluar dalam bentuk lava ke permukaannya mengandung banyak unsur dalam keadaan tidak teratur. Saat magma atau lava mendingin, atom dan ion dari unsur yang berbeda tertarik satu sama lain, membentuk kristal dari mineral yang berbeda. Dalam kondisi seperti itu, banyak inti kristal yang muncul. Semakin besar ukurannya, mereka mencegah pertumbuhan satu sama lain, dan oleh karena itu tepi luar yang halus jarang terbentuk.
Kristal di alam juga terbentuk dari larutan, seperti misalnya ratusan juta ton garam yang jatuh dari air laut. Proses ini dapat ditunjukkan di laboratorium dengan larutan natrium klorida dalam air. Jika air dibiarkan menguap secara perlahan, larutan pada akhirnya akan menjadi jenuh dan penguapan selanjutnya akan melepaskan garam. Ion natrium yang bermuatan positif menarik ion klor yang bermuatan negatif, menghasilkan pembentukan inti kristal natrium klorida yang dilepaskan dari larutan. Dengan penguapan lebih lanjut, ion-ion lain melekat pada inti yang terbentuk sebelumnya, dan kristal dengan tatanan internal yang khas dan tepi luar yang halus secara bertahap tumbuh.
Kristal juga terbentuk langsung dari uap atau gas. Ketika gas didinginkan, gaya tarik menarik listrik menggabungkan atom atau molekul menjadi padatan kristal. Beginilah cara kepingan salju terbentuk; udara yang mengandung uap air menjadi dingin, dan kepingan salju dalam berbagai bentuk tumbuh langsung darinya.
STRUKTUR KRISTAL
Kristal adalah kisi tiga dimensi beraturan yang terdiri dari atom atau molekul. Struktur kristal adalah susunan spasial atom (atau molekulnya). Geometri susunan ini mirip dengan pola pada kertas dinding, yang elemen utama polanya diulang berkali-kali. Titik-titik yang identik dapat ditempatkan pada bidang lima dengan cara yang berbeda, memungkinkan pengulangan tanpa batas. Untuk ruang, ada 14 cara menata titik-titik yang identik, memenuhi syarat bahwa masing-masing titik mempunyai lingkungan yang sama. Ini adalah kisi spasial, juga disebut kisi Bravais, diambil dari nama ilmuwan Prancis O. Bravais, yang pada tahun 1848 membuktikan bahwa jumlah kemungkinan kisi semacam ini adalah 14 (Gbr. 1-1, 1-2).
Persyaratan bahwa setiap situs kisi memiliki lingkungan atom yang sama, seperti yang diterapkan pada kristal, memberikan batasan pada elemen dasar pola itu sendiri. Ketika diulangi, ini harus memenuhi seluruh ruang, tidak meninggalkan titik kosong. Ditemukan bahwa hanya ada 32 pilihan susunan benda di sekitar titik tertentu (misalnya atom di sekitar situs kisi) yang memenuhi persyaratan ini. Inilah yang disebut 32 kelompok ruang angkasa. Jika digabungkan dengan 14 grid spasial, dihasilkan 230 pilihan yang memungkinkan susunan benda-benda dalam ruang yang disebut kelompok spasial. Karena struktur kristal ditentukan tidak hanya oleh susunan spasial atom, tetapi juga oleh jenisnya, jumlah strukturnya sangat banyak. Tiga struktur kristal ditunjukkan pada Gambar. 2 tidaklah sama, meskipun termasuk dalam kelompok ruang yang sama.
Umum untuk semua kristal adalah 14 kisi spasial, sel pembentuk bentuk terkecil ditunjukkan pada Gambar. 1. Sel satuan kristal apa pun mirip dengan salah satu kristal tersebut, tetapi dimensinya ditentukan oleh ukuran, jumlah, dan susunan atom. Sel satuan dalam bentuk paralelepiped, secara umum, mirip dengan “batu bata” Haüy, yaitu. elemen dasar, pengulangannya membentuk kristal. Analisis sinar-X memungkinkan untuk menentukan dengan sangat akurat panjang sisi sel dan sudut antar sisinya. Sel satuan sangat kecil dan berukuran nanometer (10-9 m). Sisi sel satuan kubik natrium klorida adalah 0,56 nm. Jadi, sebutir kecil garam meja biasa mengandung sekitar satu juta sel dasar, bertumpuk satu sama lain. Dengan menggunakan metode difraksi sinar-X (difraksi sinar-x), dimungkinkan untuk menentukan tidak hanya dimensi absolut sel satuan, tetapi juga kelompok ruang dan bahkan susunan atom dalam ruang, yaitu. struktur kristal. Metode difraksi elektron (elektronografi), difraksi neutron (neutronografi) dan spektroskopi inframerah juga memainkan peran penting dalam studi struktur kristal.
MORFOLOGI KRISTAL
Kristal memiliki simetri internal tertentu yang tidak ditemukan pada butiran tak berbentuk. Simetri kristal menerima ekspresi eksternal hanya jika dibiarkan tumbuh bebas tanpa gangguan apa pun. Namun kristal yang terorganisir dengan baik sekalipun jarang memiliki bentuk yang sempurna, dan tidak ada dua kristal yang persis sama. Bentuk kristal bergantung pada banyak faktor, salah satunya adalah bentuk sel satuan. Jika “batu bata” tersebut diulangi dalam jumlah yang sama sejajar dengan masing-masing sisinya, maka diperoleh kristal, yang bentuk dan dimensi relatifnya persis sama dengan sel satuan. Gambaran yang mendekati ini adalah karakteristik dari banyak zat kristal. Namun bentuknya juga dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti suhu, tekanan, kemurnian, konsentrasi dan arah pergerakan larutan. Oleh karena itu, kristal dari zat yang sama dapat menunjukkan berbagai macam bentuk. Perbedaan bentuk ini disebabkan oleh cara pemasangan “batu bata” yang sama persis. Analogi antara sel satuan dan batu bata sangat berguna (Gambar 3). Dengan meletakkan batu bata sehingga sisi-sisinya sejajar, dimungkinkan untuk membangun dinding (Gbr. 3, a), yang panjang, tinggi, dan ketebalannya hanya bergantung pada jumlah batu bata yang diletakkan pada arah tertentu. Jika Anda melepas batu bata dalam urutan tertentu, Anda bisa mendapatkan miniatur tangga (Gbr. 3, b, c) dengan kemiringan tergantung pada rasio jumlah batu bata di anak tangga dan tinggi tangga. Jika Anda meletakkan penggaris di tangga seperti itu, itu akan membentuk sudut yang ditentukan oleh ukuran batu bata dan metode peletakannya. Sudut kemiringan x dan y adalah simetris terlepas dari panjang relatif s dan f (Gbr. 3d).
Dengan cara yang sama, sebuah kristal dapat mengambil satu bentuk atau lainnya jika baris atau kelompok sel elementer tertentu dilewati dalam urutan yang ditentukan secara ketat (Gbr. 4). Tepi kristal yang miring seperti tangga yang terbuat dari batu bata, tetapi “batu bata” di sini sangat kecil sehingga tepi kristal terlihat seperti permukaan halus. Sudut antara permukaan kristal yang bersesuaian adalah konstan, berapa pun ukurannya. Ini didirikan pada tahun 1669 oleh Dane N. Steno menggunakan contoh kristal kuarsa. Dengan demikian, ia menunjukkan bahwa bentuk merupakan ciri-ciri zat kristal. Sekarang diketahui bahwa bentuk kristal bergantung pada ukuran dan bentuk sel satuan, dan posisi Steno telah mengambil bentuk umum hukum yang menyatakan bahwa sudut antara permukaan kristal yang bersesuaian dari zat yang sama adalah konstan.
Ukuran dan bentuk permukaannya bervariasi dari satu kristal ke kristal lainnya. Namun, ada simetri eksternal tertentu yang melekat pada semua kristal yang dipotong dengan baik. Hal ini terungkap dalam pengulangan sudut dan kemiripan wajah, identik dalam arti penampilan, mengetsa cacat dan fitur pertumbuhan. Jika suatu kristal mempunyai bentuk yang hampir sempurna, maka permukaan simetrisnya juga memiliki ukuran dan bentuk yang serupa. Sebelum munculnya kristalografi sinar-X, tugas paling penting dari mereka yang terlibat dalam kristalografi adalah mengukur sudut antara permukaan kristal. Dengan menggambar permukaan kristal dalam proyeksi stereografik atau gnomonik berdasarkan pengukuran sudut tersebut, dimungkinkan untuk mengungkapkan susunan simetris permukaan tersebut terlepas dari ukuran dan bentuknya. Dari proyeksi seperti itu, seseorang dapat menghitung hubungan aksial dan kemudian menggambar sebuah kristal.
Elemen simetri. Jauh sebelum 32 jenis susunan simetris kelompok titik ditentukan dengan metode sinar-X, mereka diidentifikasi dengan mempelajari morfologi, yaitu. bentuk dan struktur kristal. Berdasarkan jenis dan lokasi permukaannya, serta sudut di antara keduanya, kristal dimasukkan ke dalam salah satu dari 32 kelas kristalografi. Oleh karena itu, kelompok ruang dan kelas kristalografi adalah sinonim, dan terdapat tiga elemen utama simetri: bidang, sumbu, dan pusat (Gbr. 5).
Bidang simetri. Banyak objek yang kita kenal memiliki simetri relatif terhadap bidang. Misalnya, sebuah kursi atau meja dapat dibayangkan terbagi menjadi dua bagian yang identik. Demikian pula, bidang simetri membagi kristal menjadi dua bagian, yang masing-masing merupakan bayangan cermin dari bagian lainnya. (Bidang simetri kadang-kadang disebut bidang cermin.)
Sumbu simetri. Sumbu simetri adalah garis lurus khayal yang disekitarnya, dengan memutar sebagian putaran penuh, suatu benda dapat dicocokkan dengan dirinya sendiri. Hanya lima jenis simetri aksial yang dimungkinkan dalam kristal: orde pertama (setara dengan tanpa rotasi), orde ke-2 (pengulangan hingga 180°), orde ke-3 (pengulangan hingga 120°), orde ke-4 (pengulangan hingga 90°) dan orde ke-6 ( pengulangan setelah 60°).
Pusat simetri. Sebuah kristal mempunyai pusat simetri jika ada garis lurus yang ditarik secara mental melaluinya pada sisi berlawanan dari permukaan kristal melewati titik-titik yang identik. Jadi, pada sisi berlawanan dari kristal terdapat permukaan, tepi, dan sudut yang identik. Ada 32 kemungkinan kombinasi bidang, sumbu dan pusat simetri dalam kristal; setiap kombinasi tersebut menentukan kelas kristalografi. Satu kelas tidak memiliki simetri; dikatakan mempunyai satu sumbu rotasi orde 1.
Sistem kristalografi. Pada Gambar. Gambar 1 menunjukkan tujuh sel grid dasar dengan bentuk berbeda. Kisi rhombohedral dan heksagonal ditentukan oleh sumbu yang sama. Jadi, dengan kesimetrian grup 32 titik, hanya ada enam bentuk sel satuan dasar. Menurut bentuk unit “bangunan” dasar, 32 kelas kristalografi dibagi menjadi enam sistem kristalografi. Setiap sistem kristalografi memiliki sistem koordinatnya sendiri, yang menentukan sel satuan, dan oleh karena itu permukaan kristal. Pada Gambar. 1 adalah sisi a, b dan c dari sel satuan. Sisi vertikal biasanya dilambangkan dengan c, sisi horizontal pada bidang gambar dengan b, dan sisi horizontal yang tegak lurus bidang gambar dengan a. Garis lurus di mana sisi-sisi ini terletak berfungsi sebagai garis acuan dan disebut sumbu kristalografi. Sudut antara b dan c dilambangkan a, antara a dan c – b, dan antara a dan b – g. Nama-nama sistem kristalografi, panjang relatif dan hubungan sudut antara sumbu kristalografi yang bersesuaian adalah sebagai berikut: Triklinik: a tidak sama dengan b tidak sama dengan c, a tidak sama dengan b tidak sama dengan g. Monoklinik: a tidak sama dengan b tidak sama dengan c, a = g = 90°, b > 90°. Ortorombik: a tidak sama dengan b tidak sama dengan c, a = b = g = 90°. Tetragonal: a = b tidak sama dengan c, a = b = g = 90°. Karena a dan b dalam sistem ini sama dan setara, maka biasanya dilambangkan dengan a1, a2. Sisi c mungkin lebih besar atau lebih kecil dari a. Heksagonal: a = b tidak sama dengan c, a = b = 90°, g = 120°. Sel satuan kristal heksagonal biasanya dianggap rangkap tiga dan ditentukan oleh tiga sumbu horizontal a1, a2, a3, yang membentuk sudut 120° satu sama lain dan 90° dengan sumbu vertikal konvensional c. Kubik (isometrik): a = b = c, a = b = g = 90°. Pada Gambar. Gambar 6 menunjukkan berbagai bentuk kristal yang termasuk dalam sistem kristalografi berbeda.
Bentuk kristal. Meskipun pada pandangan pertama semua aspek yang menentukan bentuk kristal mungkin tampak sama, setelah diperiksa dengan cermat, perbedaan halus akan terlihat. Hal ini dapat mencakup perbedaan kilap, ketidakteraturan pertumbuhan, cacat etsa, atau garis melintang. Namun, beberapa sisinya ternyata sama persis. Wajah-wajah tersebut terdiri dari atom-atom yang identik dan letaknya identik serta bersesuaian suatu bentuk tertentu kristal. Sebaran muka-muka yang bentuknya berbeda menunjukkan kesimetrian, karena semua muka-muka yang bentuknya sama mempunyai hubungan yang sama terhadap unsur simetri. Beberapa kristal mempunyai permukaan yang hanya satu bentuk, sedangkan kristal lain mempunyai permukaan yang bermacam-macam bentuk. Pada Gambar. 7,a,b,c menunjukkan tiga berbagai bentuk sistem kubik, dan pada Gambar. 7,d - kombinasi dari ketiga bentuk ini.
KRISTALLOGRAFI OPTIK
Sifat optiknya penting dalam deskripsi dan identifikasi kristal. Ketika cahaya mengenai kristal transparan, sebagian cahaya dipantulkan dan sebagian lagi diteruskan ke dalam kristal. Cahaya yang dipantulkan dari kristal memberinya kilau dan warna, dan cahaya yang masuk ke dalam kristal menciptakan efek yang ditentukan oleh sifat optiknya.
Indeks bias. Ketika seberkas cahaya miring berpindah dari udara ke dalam kristal, kecepatan rambatnya berkurang; sinar datang dibelokkan atau dibiaskan. Semakin besar massa jenis kristal dan semakin besar sudut datang berkas (i), maka semakin besar sudut bias (r). Perbandingan sin i dengan sin r bernilai konstan. Biasanya ditulis sebagai sin i/sin r = n; konstanta n disebut indeks bias. Ini adalah sifat optik terpenting dari sebuah kristal dan dapat diukur dengan sangat akurat. Lihat juga OPTIK. Dari sudut pandang optik, semua zat transparan dapat dibagi menjadi dua kelompok: isotropik dan anisotropik. Zat isotropik meliputi kristal sistem kubik dan zat non-kristal, seperti kaca. Dalam zat isotropik, cahaya merambat ke segala arah dengan kecepatan yang sama, dan oleh karena itu zat tersebut mempunyai indeks bias yang sama. Kelompok zat anisotropik terdiri dari kristal dari semua sistem kristalografi lainnya. Dalam zat dalam kelompok ini, kecepatan cahaya, dan indeks biasnya, terus berubah ketika berpindah dari satu arah kristalografi ke arah kristalografi lainnya. Ketika cahaya memasuki kristal anisotropik, cahaya terbagi menjadi dua berkas yang berosilasi tegak lurus satu sama lain dan bergerak dengan kecepatan berbeda. Fenomena ini disebut birefringence; Setiap kristal anisotropik dicirikan oleh dua indeks bias. Untuk kristal heksagonal dan tetragonal, maksimum dan minimum ditunjukkan, mis. indeks bias "utama". Salah satu indeks bias utama ini berhubungan dengan seberkas cahaya yang bergetar sejajar dengan sumbu c, dan di sisi lain, dengan seberkas cahaya yang bergetar tegak lurus terhadap sumbu ini. Dalam kristal ortorombik, monoklinik, dan triklinik, terdapat tiga indeks bias utama: maksimum, minimum, dan menengah, ditentukan oleh sinar cahaya yang berosilasi dalam tiga arah yang saling tegak lurus. Karena indeks bias bergantung pada komposisi kimia dan struktur material, indeks bias merupakan besaran karakteristik untuk setiap padatan kristal, dan pengukurannya berfungsi metode yang efektif identifikasinya. Dengan menggunakan refraktometer sederhana, ahli perhiasan atau batu permata dapat mengukur indeks bias batu permata tanpa menghilangkannya dari pengaturannya. Dengan menggunakan mikroskop polarisasi, ahli mineralogi dapat dengan mudah menentukan jenis mineral dengan mengukur indeks biasnya dan karakteristik optik lainnya pada butiran kecil.
Lihat juga BATU MULIA.
Pleokroisme. Dalam kristal anisotropik, cahaya yang berosilasi ke arah kristalografi berbeda dapat diserap secara berbeda. Salah satu kemungkinan akibat dari fenomena yang disebut pleokroisme ini adalah perubahan warna kristal ketika arah getaran berubah. Pada kristal lain, cahaya yang berosilasi dalam satu arah kristalografi dapat merambat hampir tanpa kehilangan intensitas, dan pada sudut tegak lurus terhadapnya, cahaya dapat diserap hampir seluruhnya. Tindakan filter polarisasi seperti Polaroid didasarkan pada perbedaan penyerapan cahaya oleh kristal berorientasi tipis.
APLIKASI KRISTAL
Kristal alami selalu membangkitkan rasa penasaran masyarakat. Warna, kilau dan bentuknya menyentuh rasa keindahan manusia, dan orang-orang menghiasi diri mereka sendiri dan rumah mereka dengan mereka. Sejak lama, takhayul telah dikaitkan dengan kristal; seperti jimat, mereka tidak hanya seharusnya melindungi pemiliknya dari roh jahat, tetapi juga memberi mereka kekuatan gaib. Kemudian, ketika mineral yang sama mulai dipotong dan dipoles permata, banyak takhayul disimpan dalam jimat "keberuntungan" dan "batu milik sendiri" yang sesuai dengan bulan kelahiran. Semua batu permata alami kecuali opal berbentuk kristal, dan banyak di antaranya, seperti berlian, rubi, safir, dan zamrud, ditemukan dalam bentuk kristal yang dipotong dengan indah. Perhiasan kristal sekarang sama populernya dengan periode Neolitikum. Berdasarkan hukum optik, para ilmuwan mencari mineral transparan, tidak berwarna, dan bebas cacat yang dapat digunakan untuk membuat lensa dengan cara menggiling dan memoles. Kristal kuarsa yang tidak berwarna memiliki sifat optik dan mekanik yang diperlukan, dan lensa pertama, termasuk untuk kacamata, dibuat darinya. Bahkan setelah munculnya kaca optik buatan, kebutuhan akan kristal tidak sepenuhnya hilang; Kristal kuarsa, kalsit, dan zat transparan lainnya yang memancarkan radiasi ultraviolet dan inframerah masih digunakan untuk membuat prisma dan lensa perangkat optik. Kristal memainkan peran penting dalam banyak inovasi teknis pada abad ke-20. Beberapa kristal menghasilkan muatan listrik ketika berubah bentuk. Aplikasi signifikan pertama mereka adalah pembuatan osilator frekuensi radio yang distabilkan oleh kristal kuarsa. Dengan memaksa pelat kuarsa bergetar di medan listrik rangkaian osilasi frekuensi radio, frekuensi penerima atau transmisi dapat distabilkan. Perangkat semikonduktor, yang merevolusi elektronik, terbuat dari bahan kristal, terutama silikon dan germanium. Dalam hal ini, pengotor paduan yang dimasukkan ke dalam kisi kristal memainkan peran penting. Dioda semikonduktor digunakan dalam komputer dan sistem komunikasi, transistor telah menggantikan tabung vakum dalam teknik radio, dan panel surya yang ditempatkan di permukaan luar pesawat ruang angkasa mengubah energi matahari menjadi energi listrik. Semikonduktor juga banyak digunakan dalam konverter AC/DC.
Lihat juga
PERANGKAT ELEKTRONIK SEMIKONDUKTOR;
TRANSISTOR. Kristal juga digunakan di beberapa maser untuk memperkuat gelombang mikro dan laser untuk memperkuat gelombang cahaya. Kristal dengan sifat piezoelektrik digunakan pada penerima dan pemancar radio, pada kepala pickup dan sonar. Beberapa kristal memodulasi berkas cahaya, sementara yang lain menghasilkan cahaya di bawah pengaruh tegangan yang diberikan. Daftar kegunaan kristal sudah cukup panjang dan terus bertambah.
Lihat juga
LASER;
GENERATOR DAN AMPLIFIER KUANTUM.
Kristal buatan. Sejak lama, manusia bermimpi mensintesis batu yang sama berharganya dengan yang ditemukan di alam. Sampai abad ke-20 upaya seperti itu tidak berhasil. Namun pada tahun 1902 dimungkinkan untuk memperoleh batu rubi dan safir dengan khasiatnya batu alam. Kemudian, pada akhir tahun 1940-an, zamrud disintesis, dan pada tahun 1955 perusahaan General Electric dan Institut Fisika dari Akademi Ilmu Pengetahuan Uni Soviet melaporkan produksinya. berlian buatan. Banyaknya kebutuhan teknologi akan kristal telah mendorong penelitian tentang metode menumbuhkan kristal dengan sifat kimia, fisik, dan listrik yang telah ditentukan. Upaya para peneliti tidak sia-sia, dan ditemukan metode untuk menumbuhkan kristal besar dari ratusan zat, banyak di antaranya tidak memiliki analogi alami. Di laboratorium, kristal ditanam dalam kondisi yang dikontrol dengan cermat untuk memastikan sifat yang diinginkan, namun pada prinsipnya, kristal laboratorium terbentuk dengan cara yang sama seperti di alam - dari larutan, lelehan, atau uap. Jadi, kristal piezoelektrik garam Rochelle ditumbuhkan dari larutan berair di tekanan atmosfer. Kristal besar kuarsa optik juga ditumbuhkan dari larutan, tetapi pada suhu 350-450° C dan tekanan 140 MPa. Rubi disintesis pada tekanan atmosfer dari bubuk aluminium oksida yang dilebur pada suhu 2050° C. Kristal silikon karbida, yang digunakan sebagai bahan abrasif, diperoleh dari uap dalam tungku listrik.
Lihat juga ABRASIF; FISIKA KETENTUAN PADAT.
LITERATUR
Kristalografi modern. M., 1979-1981
Ensiklopedia Collier. - Masyarakat Terbuka. 2000 .
Yana Solovyova (Turkova)
Proyek siswa kelas 4 “Segala sesuatu yang tidak diketahui sangatlah menarik! Dunia yang menakjubkan kristal"
Halo!
Saya mempersembahkan kepada Anda presentasi “Segala sesuatu yang tidak diketahui sangatlah menarik!” tentang mempelajari dunia kristal.
Presentasi tersebut disusun oleh putra saya, siswa kelas 4 di sekolah Aleksinsky di Wilayah Leningrad, Daniil Turkov.
Hipotesis: Kristal adalah permata.
Target: Temukan sanggahan terhadap fakta bahwa kristal hanyalah batu berharga.
Tugas:
1. Cari tahu apa itu kristal.
2. Cari tahu apa saja kristal yang ada di sekitar kita.
3. Cari tahu fakta menarik tentang kristal.
4. Tumbuhkan kristal di rumah.
Apa itu kristal?
Kristal adalah ciptaan alam yang menakjubkan. Kami mengagumi mereka warna cerah dan transparansi, tepian yang rata dan halus, dan yang paling penting, bentuk yang benar. Kristal-kristal tersebut tampak seperti seseorang yang secara khusus memotong, memoles, dan mengecatnya. Ini adalah "keajaiban" yang didedikasikan untuk karya ini...
Kristal dari bahasa Yunani krystallos, awalnya es, tetapi kemudian kristal memperoleh nama lain - kristal batu.
Ini adalah benda padat yang memiliki bentuk alami polihedra beraturan. Bentuk ini merupakan konsekuensi dari susunan atom-atom dalam kristal yang teratur, membentuk susunan spasial periodik tiga dimensi – kisi kristal.
Apa itu kristal di sekitar kita?
Ada ratusan zat di alam yang membentuk kristal. Air adalah salah satu yang paling umum. Air yang membeku berubah menjadi kristal es atau kepingan salju.
Di sekitar kita, benda paling umum seperti gula dan garam adalah kristal.
Kristal mineral juga terbentuk selama proses pembentukan batuan tertentu. Sejumlah besar panas dan cair batu jauh di bawah tanah sebenarnya terdapat larutan mineral. Ketika massa batuan cair atau cair ini didorong ke permukaan bumi, batuan tersebut mulai mendingin. Mereka mendingin dengan sangat lambat. Mineral berubah menjadi kristal ketika berubah dari bentuk cair panas menjadi padat dingin. Jutaan tahun yang lalu, granit adalah kumpulan mineral cair dalam bentuk cair. Saat ini, di dalam kerak bumi terdapat massa batuan cair yang perlahan mendingin dan membentuk berbagai jenis kristal.
Batu permata juga merupakan kristal! Ini adalah mineral yang memiliki dua karakteristik utama “berharga”: keindahan dan kelangkaan. Anda tahu banyak nama: berlian, kecubung, rubi, safir, zamrud, topas, dll.
1. Tahukah Anda bahwa kristal berkembang biak dan tumbuh dengan cara ini? Mereka berhak disebut makhluk “hidup” di alam.
Kristal terbesar ditemukan pada tahun 2000 di Gua Kristal di kompleks tambang Naica, di negara bagian Chihuahua, Meksiko. Beberapa kristal gipsum yang ditemukan di sana panjangnya mencapai 15 meter dan lebar 1 meter.
2. Mineral spodumene juga dikenal dengan kristal raksasa sepanjang satu meter.
3. Museum Dunia Kristal di Austria.
Museum kristal yang menakjubkan dibuka pada tahun 1995 untuk memperingati seratus tahunnya
ulang tahun Swarovski. Museum merupakan pameran interaktif produk kristal, dimana barang pameran dapat dilihat, dirasakan, didengar bahkan dicium. Museum ini merupakan labirin bawah tanah di mana ruang pameran dihubungkan oleh koridor dan tangga. Di pintu masuk, pengunjung akan disambut oleh kepala raksasa yang matanya terbuat dari kristal berwarna hijau, dan air terjun mengalir dari mulutnya. Menurut legenda, seorang raksasa tinggal di wilayah ini, yang dengan hati-hati menjaga harta karunnya yang tak terhitung jumlahnya, dan sekarang melindungi kekayaan Dunia Kristal Swarovski. Museum ini menyimpan kristal terbesar dan terkecil di dunia, yang terdaftar dalam Guinness Book of Records. Kristal Swarovski terbesar memiliki diameter 40 cm dan berat 310 ribu karat. Diameter kristal terkecil hanya 0,8 mm dan hanya dapat dilihat melalui mikroskop. Sekarang Dunia Kristal Swarovski adalah museum terpopuler kedua di Austria.
4. Torburnit.
Betapapun indahnya mineral ini, ia juga sama mematikannya. Prisma kristal Torbernite mengandung uranium dan dapat menyebabkan kanker pada manusia. Selain itu, ketika dipanaskan, batu-batu ini mulai mengeluarkan gas radon secara perlahan, yang sangat berbahaya bagi kesehatan.
5. Klas baji.
Kristal klinoklas yang langka memiliki satu rahasia kecil - ketika dipanaskan, mineral yang sangat indah ini mengeluarkan bau berbau bawang putin.
6. Barit putih bertatahkan kristal vanadinite.
Vanadinite mendapatkan namanya untuk menghormati dewi kecantikan Skandinavia, Vanadis. Mineral ini termasuk salah satu yang terberat di planet ini karena kandungan timbalnya yang tinggi. Kristal vanadinite harus disimpan jauh dari sinar matahari, karena cenderung menjadi gelap jika terkena sinar matahari.
7. Stibnit keperakan dengan barit.
Stibnite adalah antimon sulfida, tetapi tampaknya tersusun dari perak berkualitas tinggi. Berkat kemiripannya tersebut, suatu saat seseorang memutuskan untuk membuat peralatan makan mewah dari bahan tersebut. Dan ini adalah ide yang sangat buruk... Kristal antimon menyebabkan keracunan parah, bahkan setelah kontak dengan kulit perlu dicuci bersih dengan sabun.
8. Kalkantit.
Di balik keindahan mempesona dari kristal-kristal ini terdapat bahaya mematikan: begitu berada dalam lingkungan cair, tembaga yang terkandung dalam mineral ini mulai larut dengan cepat, mengancam semua makhluk hidup yang menghalanginya. Satu kerikil biru kecil saja dapat menghancurkan seluruh kolam dengan segala flora dan faunanya, jadi Anda harus memperlakukannya dengan sangat hati-hati.
9. Kuprosklodovskit.
Kristal kuprosklodovskite berbentuk jarum menarik perhatian karena kedalaman dan variasi warna hijaunya, serta bentuknya yang menarik. Namun, mineral ini ditambang dari deposit uranium dan sangat radioaktif sehingga harus dijauhkan tidak hanya dari makhluk hidup, tetapi bahkan dari mineral lainnya.
10. Meteorit palasit.
Pada tahun 1777, ilmuwan Jerman Pallas mengirimkan sampel logam langka yang ditemukan di Krasnoyarsk di lokasi jatuhnya meteorit ke museum Kunstkamera. Segera seluruh blok asal luar bumi seberat 687 kg diangkut ke St. Petersburg. Bahan ini disebut “besi pallas” atau pallasite. Tidak ada zat serupa yang ditemukan dari bahan yang ditambang di planet kita. Menurut para ahli, meteorit ini berbahan dasar besi-nikel dengan banyak inklusi kristal olivin.
11. Sakit.
Kristal kubik kecil biru– boleit – sangat dihargai di negara-negara Amerika Selatan dan Utara. Di Rusia, mineral langka ini belum diketahui penggunaannya.
12. buaya.
Nama “crocoite” berasal dari kata Yunani kuno yang berarti “kunyit”, karena kemiripan permukaan kristal dengan bumbu ini dapat dilihat dengan mata telanjang. Bijih timbal merah yang merupakan mineral ini memiliki nilai khusus bagi para kolektor dan penikmat.
13. Baildonit.
Kristal baildonit yang langka memiliki warna yang disebabkan oleh tembaga yang dikandungnya, dan kilaunya disebabkan oleh tingginya persentase timbal.
14. Bismut.
Kristal bismut yang ditanam secara artifisial memiliki kilau warna-warni yang dapat dikenali pada permukaan gelapnya. Efek ini terjadi karena lapisan oksida yang menutupinya. Omong-omong, bismut oksida klorida digunakan dalam pembuatan cat kuku sebagai bahan untuk membuatnya bersinar. Jadi kristal yang ditanam secara artifisial juga membantu wanita menjadi cantik dan terawat.
15. Cacoxenite.
Bertindak sebagai inklusi, mineral langka ini mampu memberikan warna unik dan nilai lebih tinggi pada kuarsa dan kecubung. Sebagai perwakilan dari kristal berbentuk jarum, cacoxenite sangat rapuh.
Menanam kristal di rumah.
Anda akan membutuhkan: air, garam, gula, gelas, karton, tongkat, cat.
Untuk membuat kristal, stik terlebih dahulu dicelupkan ke dalam air, kemudian di garam/gula dan dikeringkan selama 24 jam.
Pembuatan larutan pembuatan kristal garam/gula. Larutkan garam/gula dalam air panas, buat jenuh larutan garam(yang kami warnai dengan cat air biru) dan sirup gula.
Tuang larutan yang dihasilkan ke dalam gelas.
Kami dengan hati-hati menempatkan tongkat yang sudah disiapkan sebelumnya ke dalam larutan yang sudah disiapkan. Dari atas, tusuk karton dengan tongkat dan tutupi cangkir dengan itu. Karton pada tongkat diperlukan agar cairan tidak cepat menguap.
Kami membiarkan bagian yang kosong di tempat yang tenang selama seminggu untuk menumbuhkan kristal.
Hasil percobaan
Kristal gulanya ternyata enak!
Tapi kristalnya tidak keluar dari garamnya, tapi kenapa?
Mengapa kristal garamnya tidak muncul!
Selama percobaan ini, tidak ada kristal garam yang diperoleh, dan cat hanya menempel di dasar cangkir. Saya tidak dapat menyelesaikan masalah saya sendiri dan beralih ke Internet. Ini adalah informasi yang saya temukan:
“Ya, Anda tidak boleh mewarnai larutan tempat kristal Anda tumbuh, misalnya dengan cat atau sejenisnya - ini hanya akan merusak larutan itu sendiri, tetapi tetap tidak mewarnai kristal! Cara terbaik untuk mendapatkan kristal berwarna berarti memilih warna garam yang tepat! Kristal dia memang begitu
diatur agar setiap atom jatuh pada tempatnya.. dan seterusnya
ternyata itu adalah kristal. Jika Anda mengecatnya, maka sendirilah
ide Anda akan gagal - pertama-tama Anda akan menutupinya
cat dan itu tidak akan bisa tumbuh. kedua, jika
gunakan pigmen dalam bentuk murni maka kamu akan membawa
Ada cacat pada kristal dan tidak akan indah. DI DALAM
prinsip. banyak kristal alami memiliki warna
berkat cacat tersebut, tetapi Anda perlu tahu persis apa
zat akan mewarnai kristal tanpa mengganggunya
kisi kristal, atau cukup
akan cocok secara harmonis ke dalamnya.”
Ciptaan alam yang aneh, seringkali memesona dan menarik perhatian, menghiasi mahkota raja. Ada kepercayaan bahwa beberapa dari mereka memiliki kekuatan magis yang ajaib.
Kami menyajikan kepada Anda fakta menarik tentang kristal
Diterjemahkan dari bahasa Yunani, kata "kristal" berarti "es". Namun, kemudian kristal tersebut memperoleh nama lain - kristal batu. Para ilmuwan berasumsi bahwa batu kristal akan meleleh ketika suhu meningkat. Namun, hal ini tidak pernah terjadi. Kristal batu diberkahi dengan fitur lain - sangat halus dan memiliki tepi yang rata. Anda tidak akan menemukan hal seperti ini di tempat lain.
Dalam kristal, semua atom tersusun sedemikian rupa sehingga membentuk susunan periodik tiga dimensi. Jadi, di permukaan kita melihat kisi kristal.
Kristal terbesar ada di Meksiko, di dua gua. Pada kedalaman lebih dari 300 meter terdapat kristal sepanjang 10-15 m, terdiri dari selenit - gipsum transparan.
Tahukah Anda bahwa kristal berkembang biak dan tumbuh dengan cara ini? Mereka berhak disebut makhluk “hidup” di alam.
Kristal dapat terbentuk dalam berbagai bentuk.
Meskipun demikian, desain internal kristal memiliki pola siklus dalam karya orang lain. Hal ini telah dibuktikan oleh para ilmuwan.
Tahukah Anda bahwa beberapa mineral alami dapat membentuk kristal? Hanya ada satu masalah; Anda hanya dapat melihatnya melalui kaca pembesar.
Apakah air merupakan "bahan" paling dasar untuk pembentukan kristal? Kristalnya sangat mirip dengan kepingan salju es biasa.
Selain pembentukan kristal alami, ada juga kristal buatan. Saat ini, orang yang menanam kristal buatan menghasilkan banyak uang. Lagi pula, batu “palsu” digunakan untuk membuat batu berharga seperti safir dan rubi. Dan jumlahnya jutaan, bahkan miliaran.
Ada perwakilan dari kristal terbesar dan terkecil. Mereka disimpan di Austria di Crystal Worlds Museum. Yang terbesar beratnya lebih dari 62 kg, nilainya diperkirakan 310 ribu karat. Versi kecil dari kristal tersebut bahkan diameternya tidak mencapai satu sentimeter. Semuanya termasuk dalam ceruk Swarovski paling terkenal dan terdaftar dalam Guinness Book of Records.
Saat ini, hampir semua kristal yang ada ditanam secara buatan. Dengan cara ini mereka mendapatkan apa yang dibutuhkan konsumen akhir. Produksi kristal adalah salah satu bisnis yang paling mahal. Dan cantik.
Harta karun yang tak terhitung jumlahnya tersembunyi di kedalaman planet kita. Sebagian besar batu berharga dan semi mulia memiliki permukaan halus dengan tepi jernih, sehingga memberikan simetri tertentu. Sejak abad ke-18, benda seperti itu disebut kristal, meskipun orang Romawi dan Yunani kuno menerapkan istilah ini pada kristal batu. Diterjemahkan secara harfiah, kata "crystallus" berarti "beku". Pada masa itu, diyakini bahwa itu adalah es yang dipadatkan. Dia membantah mitos ini dengan membuktikan bahwa batu kristal lebih berat daripada air, dan karena itu tidak dapat menjadi air beku.
Apa itu kristal
Kristal adalah benda padat dengan atom-atom yang tersusun dalam urutan tertentu, membentuk susunan ruang periodik tiga dimensi. Secara eksternal, benda-benda tersebut memiliki banyak wajah yang teratur dan simetris.
Orang pertama yang memberikan konsep yang lebih luas pada kata “kristal” adalah Kapeller. Meskipun pengertian dan hukum keteguhan sudut ditetapkan oleh Niels Stensen pada tahun 1669.
Konsep modern terbentuk pada Persatuan Internasional ahli kristalografi, dan diartikan sebagai benda yang memiliki bentuk difraksi yang didominasi tajam.
Konsep kristal tidak hanya mencakup intan dan mineral lain dengan struktur tertentu, tetapi juga gula, bahkan air yang membeku.
Klasifikasi
Jenis kristal apa yang ada? DI DALAM dunia modern semua kristal dibagi menjadi 32 jenis dan dikelompokkan menjadi 6 jenis. Padatan tersebut juga dibagi menjadi:
- alami, yaitu diambil dari perut bumi;
- buatan, yaitu dibuat oleh tangan manusia (contoh paling mencolok adalah kristal Swarovski).
Ada juga kristal nyata dan ideal. Tipe terakhir memiliki simetri sempurna, tanpa cacat. Kristal asli tentu memiliki semacam cacat, yaitu ada ketidakteraturan dan deformasi.
Ada klasifikasi yang membagi kristal pada tingkat atom dan kelompok molekul. DI DALAM dalam hal ini kristal tunggal diisolasi, yang memiliki bentuk beraneka segi dan tidak terdiri dari bagian-bagian yang terpisah. Polikristal adalah beberapa kristal tunggal yang menyatu menjadi satu.
Kristal apa lagi yang ada di sana? Berharga dan tidak berharga, yaitu diklasifikasikan menurut kriteria estetika dan ekonomi.
Berlian
Kristal paling terkenal dan mahal di dunia. Dalam kondisi normal, mineral ini dapat bertahan selamanya, namun jika ditempatkan dalam gas inert atau ruang hampa akan berubah menjadi grafit.
Penambangan berlian industri dilakukan di semua benua. Meskipun asal usul dan usia mereka tidak dapat ditentukan. Bahkan ada mineral yang diketahui berasal dari luar bumi yang jatuh ke bumi, terbentuk selama metamorfisme tumbukan selama jatuhnya meteorit.
Sebagian besar berlian yang ditambang di planet kita berwarna kuning atau cokelat. Namun ada juga yang cukup unik - hijau, ungu muda dan biru, bahkan hitam. Yang paling terkenal adalah biru Porter Rhodes dan hijau Dresden. Yang paling berharga adalah yang memiliki warna unik, terutama merah delima, cherry, biru dan emas.
Di alam, berlian hadir dalam berbagai bentuk: dari bulat, oval, hingga pentagonal.
Salah satu yang termahal adalah berlian merah, yang hanya ada 50 di dunia (dengan kejernihan sempurna). Yang paling mahal dengan berat 5,11 karat disebut “Perisai Merah”. Nama tersebut diberikan berdasarkan bentuk kristalnya; pada awal abad ini kristal tersebut dijual di lelang seharga $8 juta.
Aquamarine
Jenis kristal apa yang sangat mirip dengan es? Ini adalah aquamarine. Mineral tersebut adalah sejenis beryl, dan namanya diterjemahkan menjadi “air laut”. Bentuk kristalnya menyerupai prisma kolom panjang dan heksagonal dengan kilau kaca yang kuat. Mineral ini sangat rapuh dan mudah hancur.
Dalam perhiasan, aquamarine baru mendapatkan popularitas pada awal abad ke-20, ketika gaya art deco mulai menjadi mode. Ada deposit mineral ini di seluruh planet ini; mineral ini ditambang dari pegmatit, yang terletak di granit berbutir kasar.
Mineral terbesar ditemukan pada tahun 1910, beratnya 110,5 kilogram.
Kecubung
Jenis kristal apa lagi yang ada? Batu kecubung diklasifikasikan sebagai batu semi mulia atau hias, tergantung warnanya. Jika warnanya buram, maka itu adalah batu hias; oleh karena itu, batu transparan dihargai oleh para pembuat perhiasan.
Muncul dalam warna ungu, ceri, biru, merah. Keunikan kuarsa ini adalah warnanya berubah tergantung pencahayaan. Beberapa batu kecubung yang ditemukan di batuan sedimen memudar saat terkena sinar matahari.
Pirus
Jenis kristal apa yang ada? Semua orang tahu nama mineral ini - pirus atau batu kebahagiaan. Ini telah populer sejak zaman kuno.
Secara bentuk, mineral tersebut disajikan dalam bentuk massa padat kriptokristalin. Batu itu berisi inklusi bulat kecil. Potongannya menunjukkan urat berwarna coklat atau hitam. Warna mineralnya bervariasi dari biru langit hingga hijau pudar.
Zamrud
Kristal apa lagi yang ada di alam? Zamrud - mineral berharga dari kelompok beryl, termasuk permata tingkat pertama. Zamrud berukuran besar (mulai 5 karat) dan bebas cacat lebih mahal daripada berlian.
Warna mineralnya bervariasi dari hijau kekuningan hingga kehijauan berumput, syarat utamanya adalah adanya warna hijau. Batu yang ditambang di negara-negara Afrika Selatan mengandung campuran oksida besi, itulah sebabnya warnanya kebiruan.
Salah satu yang paling terkenal di dunia adalah Zamrud Devonshire, beratnya 304 gram. Dan yang paling terkenal di Rusia adalah zamrud “Kokovinsky”, yang beratnya sedikit lebih dari 400 gram. Ditambang di Ural pada tahun 1833.
perunggu
Kristal apa lagi yang ada di dunia selain yang terdaftar? Malachite adalah mineral hias hijau yang berharga. Bentuk batu di alam bermacam-macam. Spesimen mineral yang langka memiliki bentuk kristal yang jelas; sangat jarang ditemukan dalam jumlah besar di satu tempat. Di Rusia, hampir semua cadangan mineral telah habis. Untuk waktu yang lama, bijih perunggu digunakan untuk memproduksi tembaga.
Berlian buatan
Apa warna kristalnya? Bahkan ada yang tidak berwarna dengan kilau seperti kaca, dan dalam hal ini kita berbicara tentang batu kristal. Ini adalah silikon dioksida murni, sejenis kuarsa yang tidak berwarna. Bentuk mineralnya bisa trapesium atau prismatik.
Kelompok ini mencakup beberapa varietas: berbulu, rauchtopaz, amethyst, citrine dan morion.
Mineral ini diminati tidak hanya di kalangan pembuat perhiasan, tetapi juga digunakan dalam teknik radio. Bahan alami ukuran besar harganya cukup mahal. Hal utama adalah jangan bingung membedakan batu kristal dengan apa yang dijual di toko. Untuk mendapatkan kilau kaca saat membuat peralatan gelas “kristal”, barium dan timbal oksida ditambahkan ke dalam kaca.
buaya
Apa bentuk kristal yang ada? Yang paling unik adalah crocoite. Secara lahiriah, menyerupai kelopak kunyit kering. Milik bijih timah merah dari golongan kromat.
Mineral tersebut tergolong bahan koleksi karena memiliki warna, bentuk yang unik dan sangat langka sebagai pendampingnya
Jenis kristal paling langka
Musgravit. Ditemukan sekitar 50 tahun yang lalu di Australia. Hingga saat ini, baru 14 eksemplar yang ditemukan. Warnanya beragam: dari kuning muda dan hijau hingga ungu-ungu. Satu karat musgravite hijau berharga 6 ribu dolar.
Grandidierit. Kristal yang sangat langka dengan warna biru atau hijau. Ciri unik batu ini adalah kemampuannya berubah warna. Sampai saat ini, hanya 20 mineral yang telah ditebang di dunia, dan karenanya harga produk tersebut sangat tinggi - $30.000/1,8 juta rubel. untuk 1 karat.
Tanzanit. Jenis kristal apa yang ada? Foto batu ini dapat dilihat di film Titanic, yang ditampilkan dalam bentuk berlian biru. Nilai mineral ini terletak pada warnanya, yang berubah tergantung pada pencahayaan; kedua, hingga saat ini hanya satu deposit yang ditemukan - di Afrika, yang cadangannya akan mengering dalam 20 tahun.
Taaffet. Kristal yang sangat langka, harga per karatnya berkisar antara 500 hingga 20.000 dolar (30.000 - 1,2 juta rubel). Saat ini hanya ada 4 deposito: di Tanzania, Sri Lanka dan Rusia (Siberia Timur dan Karelia). Warna batunya bervariasi dari merah muda pucat hingga lavender.
Kristal buatan
Mungkin batu buatan yang paling terkenal dan mahal dijual dengan merek Swarovski. Saat ini perusahaan memiliki berbagai macam produk yang diwakili oleh lebih dari 100 ribu item. Kristal dari pabrikan ini tidak hanya bertatahkan perhiasan, tetapi juga menghiasi item lemari pakaian, sepatu, dan interior.
Jenis kristal Swarovski apa yang ada? Menurut lini pabrikan, sebagian besar kristal disajikan dalam bentuk kerucut, tepi bagian dalamnya memaksimalkan kecerahan, kecemerlangan, dan warna batu. Perusahaan menawarkan palet warna terluas; hampir semua warna disajikan dalam bentuk murni, beberapa memiliki efek satin atau warna-warni.
Kristal Preciosa (Republik Ceko) menempati urutan kedua dalam hal polaritas. Kualitas, warna dan bentuknya tidak kalah dengan Swarovski. Mereka membuat perhiasan terindah.
Kristal Korea agak lebih rendah dari dua sebelumnya, karena hanya dua permukaan yang mengalami penggilingan mekanis - bagian bawah dan atas, sisanya terbentuk selama proses pengecoran kaca. Palet warna tidak terlalu lebar, tapi warna utama ada.
Kristal buatan China juga tersedia di pasaran. Harganya tidak mahal, tetapi kualitasnya agak rendah, bahan utamanya tidak terlalu transparan.
KRISTAL(dari bahasa Yunani krystallos - kristal; aslinya - es), padatan dengan periodisitas tiga dimensi. struktur atom (atau molekul) dan, dalam kondisi pembentukan tertentu, bersifat alami. bentuk polihedra simetris beraturan
STRUKTUR KRISTAL
Variasi bentuk kristal sangat besar. Kristal dapat memiliki
empat hingga beberapa ratus tepi.
Kristal adalah kisi tiga dimensi beraturan yang terdiri dari atom atau molekul. Struktur kristal adalah susunan spasial atom (atau molekulnya).
Struktur kristal tiga dimensi adalah kisi yang dibangun pada tiga sumbu koordinat x, y, z. Sel satuan kristal adalah paralelepiped yang dibangun di atas vektor translasi a, b, c. Sel seperti ini disebut primitif. Sebagai hasil pengulangan sel dasar dalam ruang, diperoleh kisi sederhana spasial - yang disebut kisi Bravais.( Auguste Bravais- Fisikawan Perancis salah satu pendiri kristalografi. Dia meletakkan dasar bagi teori geometri struktur kristal: dia menemukan (1848) jenis utama kisi spasial. Ada empat belas jenis kisi Bravais. Kisi-kisi ini berbeda satu sama lain dalam jenis sel satuannya.
PEMBENTUKAN KRISTAL
Kristal terbentuk melalui tiga cara: dari lelehan, dari larutan, dan dari uap. Kristalisasi dari lelehan juga mencakup proses pembentukan batuan vulkanik. Magma menembus retakan di kerak bumi dan saat magma atau lava mendingin, atom dan ion dari berbagai unsur tertarik satu sama lain, membentuk kristal dari berbagai mineral. Ketika ukurannya bertambah, mereka mencegah pertumbuhan satu sama lain, dan oleh karena itu tepi luar yang halus jarang terbentuk dari larutan pada suhu di bawah titik leleh, sehingga kristal yang ditumbuhkan dengan metode tersebut tidak memiliki cacat yang khas dari kristal yang tumbuh dari lelehan. . Kristalisasi dari larutan dapat dilakukan dengan mengubah suhu larutan, dengan mengubah komposisi larutan, dan juga dengan menggunakan kristalisasi selama reaksi kimia. Metode menumbuhkan kristal dari uap banyak digunakan untuk menumbuhkan kristal masif dan lapisan tipis (polikristalin atau amorf), kumis dan kristal seperti pelat. Metode penanaman spesifik dipilih tergantung pada bahannya.
Jenis kristal
Penting untuk memisahkan kristal ideal dan kristal asli.
Kristal Sempurna
Faktanya, ini adalah objek matematika yang memiliki simetri lengkap, bahkan tepinya halus.
Kristal asli
Selalu mengandung berbagai cacat pada struktur internal kisi, distorsi dan ketidakteraturan pada tepinya serta deformasi.
APLIKASI KRISTAL Kristal alami selalu membangkitkan rasa penasaran masyarakat. Warna, kilau dan bentuknya menyentuh rasa keindahan manusia, dan orang-orang menghiasi diri mereka sendiri dan rumah mereka dengan mereka. Sejak zaman kuno, jimat dan jimat telah dibuat dari kristal. Perhiasan yang terbuat dari kristal sekarang sama populernya dengan pada masa Neolitikum. Berdasarkan hukum optik, para ilmuwan mencari mineral transparan, tidak berwarna, dan bebas cacat yang dapat digunakan untuk membuat lensa dengan cara menggiling dan memoles. Kristal kuarsa yang tidak berwarna memiliki sifat optik dan mekanik yang diperlukan, dan lensa pertama, termasuk untuk kacamata, dibuat darinya. Bahkan setelah munculnya kaca optik buatan, kebutuhan akan kristal tidak sepenuhnya hilang; Kristal kuarsa, kalsit, dan zat transparan lainnya yang memancarkan radiasi ultraviolet dan inframerah masih digunakan untuk membuat prisma dan lensa perangkat optik. Kristal memainkan peran penting dalam banyak inovasi teknis pada abad ke-20. Beberapa kristal menghasilkan muatan listrik ketika berubah bentuk. Penggunaan pertama yang signifikan adalah dalam pembuatan generatorfrekuensi radio dengan stabilisasi kristal kuarsa. Dengan memaksa pelat kuarsa bergetar di medan listrik rangkaian osilasi frekuensi radio, frekuensi penerima atau transmisi dapat distabilkan. Perangkat semikonduktor terbuat dari zat kristal, terutama silikon dan germanium. Kristal juga digunakan di beberapa laser untuk memperkuat gelombang mikro dan laser untuk memperkuat cahaya ombak Kristal digunakan pada penerima radio dan pemancar radio, pada kepala pickup dan sonar. Beberapa kristal memodulasi berkas cahaya, sementara yang lain menghasilkan cahaya di bawah pengaruh tegangan yang diberikan. Daftar kegunaan kristal sudah cukup panjang dan terus bertambah. Kristal buatan. Sejak lama, manusia bermimpi mensintesis batu yang sama berharganya dengan yang ditemukan di alam. Sampai abad ke-20 upaya seperti itu tidak berhasil. Namun pada tahun 1902 dimungkinkan untuk memperoleh batu rubi dan safir yang memiliki sifat batu alam. Kemudian, pada akhir tahun 1940-an, zamrud disintesis, dan pada tahun 1955, General Electric dan Institut Fisika Akademi Ilmu Pengetahuan Uni Soviet melaporkan produksi berlian buatan. Banyaknya kebutuhan teknologi akan kristal telah mendorong penelitian tentang metode menumbuhkan kristal dengan sifat kimia, fisik, dan listrik yang telah ditentukan. Upaya para peneliti tidak sia-sia, dan ditemukan metode untuk menumbuhkan kristal besar dari ratusan zat, banyak di antaranya tidak memiliki analogi alami. Di laboratorium, kristal ditanam dalam kondisi yang dikontrol dengan cermat untuk memastikan sifat yang diinginkan, namun pada prinsipnya, kristal laboratorium terbentuk dengan cara yang sama seperti di alam - dari larutan, lelehan, atau uap.
