KRISTALLER OCH KRISTALLOGRAFI
Kristall (från grekiskans krystallos - "transparent is") kallades ursprungligen transparent kvarts (bergkristall), som finns i Alperna. Bergskristall förväxlades med is, härdad av kyla i en sådan utsträckning att den inte längre smälter. Initialt huvuddrag en kristall sågs i sin genomskinlighet och detta ord användes för att gälla alla genomskinliga naturliga fasta ämnen. Senare började de tillverka glas som inte var sämre i briljans och transparens till naturliga ämnen. Föremål gjorda av sådant glas kallades också "kristall". Än idag kallas glas med speciell genomskinlighet kristall, och den "magiska" spåkvinnan kallas en kristallkula. En fantastisk egenskap hos bergkristall och många andra genomskinliga mineraler är deras släta, platta kanter. I slutet av 1600-talet. det noterades att det finns en viss symmetri i deras arrangemang. Man fann också att vissa ogenomskinliga mineraler också har ett naturligt regelbundet snitt och att snittets form är karakteristisk för ett visst mineral. Det fanns en aning om att formen kan vara relaterad till inre struktur. Så småningom kom kristaller att kallas alla fasta ämnen som har en naturlig platt skärning. En anmärkningsvärd milstolpe i kristallografins historia var en bok skriven 1784 av den franske abboten R. Gaüy. Han antog att kristaller uppstår från det korrekta arrangemanget av små identiska partiklar, som han kallade "molekylära block". Haüy visade hur jämna, platta kanter av kalcit kunde erhållas genom att lägga sådana "tegelstenar". Han förklarade skillnaderna i formen på olika ämnen med skillnaden både i formen på "tegelstenarna" och i hur de lades. Sedan Haüys tid har det accepterats som en hypotes att den regelbundna formen av en kristall återspeglar det ordnade inre arrangemanget av partiklar, men detta bekräftades först 1912, då M. von Laue i München fastställde att röntgenstrålar diffrakterar på atomplan i kristallen. Faller på en fotografisk platta, diffrakterade strålar skapar ett geometriskt mönster av mörka fläckar på den. Baserat på positionen och intensiteten av sådana fläckar kan man beräkna storleken på en strukturell enhet och bestämma platsen för atomer i den. Med tanke på möjligheten att direkt studera den inre strukturen började många inblandade i kristallografi att använda termen "kristall" för att gälla alla fasta ämnen med en ordnad inre struktur. De trodde att det bara behövdes gynnsamma förhållanden för att den inre ordningen skulle visa sig i form av ett regelbundet yttre snitt. Vissa forskare föredrar att kalla fasta ämnen utan externt manifesterad inre ordning "kristallina", och med "kristaller" menar vi, som det en gång var, fasta ämnen med en naturlig aspekt.
KRISTALTILLSTÅND
Atomerna som utgör gaser, vätskor och fasta ämnen har olika grader av ordning. I en gas är atomer och små grupper av atomer sammanfogade för att bilda molekyler i konstant, slumpmässig rörelse. Om man kyler en gas uppnås en temperatur där molekylerna rör sig så nära varandra som möjligt och en vätska bildas. Men atomer och molekyler i en vätska kan fortfarande glida i förhållande till varandra. När vissa vätskor, såsom vatten, kyls, uppnås en temperatur vid vilken molekylerna fryser till ett relativt orörligt kristallint tillstånd. Denna temperatur, som är olika för alla vätskor, kallas fryspunkten. (Vatten fryser vid 0°C; i detta fall kombineras vattenmolekyler med varandra på ett ordnat sätt och bildar en regelbunden geometrisk figur.) Varje partikel av ett ämne (atom eller molekyl) i kristallint tillstånd har samma miljö som alla andra partiklar av samma typ i hela kristallen. Med andra ord är den omgiven av mycket specifika partiklar som ligger på mycket specifika avstånd från den. Det är detta ordnade tredimensionella arrangemang som kännetecknar kristaller och skiljer dem från andra fasta ämnen.
BILDNING AV KRISTALLER
Generellt sett bildas kristaller på tre sätt: från smälta, från lösning och från ånga. Ett exempel på kristallisation från en smälta är bildandet av is från vatten, eftersom vatten i huvudsak inte är något annat än smält is. Kristallisering från en smälta inkluderar också processen för bildning av vulkaniska bergarter. Magma som tränger igenom sprickor i jordskorpan eller tvingas ut i form av lava på sin yta innehåller många grundämnen i ett oordnat tillstånd. När magma eller lava svalnar, attraheras atomer och joner av olika grundämnen till varandra och bildar kristaller av olika mineraler. Under sådana förhållanden uppstår många kristallkärnor. De ökar i storlek och hindrar varandra från att växa, och därför bildas släta ytterkanter sällan.

Kristaller i naturen bildas också av lösningar, vilket exemplifieras av hundratals miljoner ton salt som har fallit från havsvatten. Denna process kan demonstreras i laboratoriet med en vattenlösning av natriumklorid. Om vattnet tillåts avdunsta långsamt kommer lösningen så småningom att bli mättad och ytterligare avdunstning kommer att frigöra salt. Positivt laddade natriumjoner drar till sig negativt laddade klorjoner, vilket resulterar i bildandet av en natriumkloridkristallkärna som frigörs från lösningen. Med ytterligare avdunstning fästs andra joner till den tidigare bildade kärnan, och en kristall med karakteristisk inre ordning och släta yttre kanter växer gradvis.

Kristaller bildas också direkt från ånga eller gas. När en gas kyls, kombinerar elektriska attraktionskrafter atomerna eller molekylerna till ett kristallint fast ämne. Så här bildas snöflingor; Luften som innehåller fukt svalnar och snöflingor av en eller annan form växer direkt från den.
KRISTALSTRUKTUR
En kristall är ett vanligt tredimensionellt gitter som består av atomer eller molekyler. Strukturen hos en kristall är det rumsliga arrangemanget av dess atomer (eller molekyler). Geometrin för detta arrangemang liknar ett mönster på tapeter, där huvudelementet i mönstret upprepas många gånger. Identiska punkter kan placeras på ett plan i fem på olika sätt, vilket möjliggör oändlig upprepning. För rymden finns det 14 sätt att ordna identiska punkter, vilket uppfyller kravet att var och en av dem har samma miljö. Dessa är rumsliga gitter, även kallade Bravais-gitter efter den franske vetenskapsmannen O. Bravais, som 1848 bevisade att antalet möjliga gitter av detta slag är 14 (fig. 1-1, 1-2).

Kravet på att varje gitterplats har samma atommiljö, som tillämpas på kristaller, sätter begränsningar på själva mönstrets grundläggande element. När den upprepas ska den fylla hela utrymmet och lämna inga tomma noder. Det visade sig att det bara finns 32 alternativ för arrangemang av objekt runt en viss punkt (till exempel atomer runt en gitterplats) som uppfyller detta krav. Det är de så kallade 32 rymdgrupperna. I kombination med 14 rumsliga rutnät ger de 230 möjliga alternativ arrangemang av objekt i rymden, så kallade rumsliga grupper. Eftersom strukturen hos en kristall inte bara bestäms av atomernas rumsliga arrangemang, utan också av deras typ, är antalet strukturer mycket stort. De tre kristallstrukturerna som visas i fig. 2 är inte samma, även om de tillhör samma rymdgrupp.

Gemensamt för alla kristaller är 14 rumsliga gitter, av vilka de minsta formbildande cellerna visas i fig. 1. Enhetscellen för någon kristall liknar en av dem, men dess dimensioner bestäms av storleken, antalet och arrangemanget av atomer. En enhetscell i form av en parallellepiped liknar generellt sett Haüys "tegelsten", dvs. ett grundläggande element, vars upprepning ger en kristall. Röntgenanalys gör det möjligt att med stor noggrannhet bestämma längden på cellens sidor och vinklarna mellan sidorna. Enhetsceller är mycket små och i storleksordningen en nanometer (10-9 m). Sidan av den kubiska enhetscellen av natriumklorid är 0,56 nm. Således innehåller ett litet korn av vanligt bordssalt ungefär en miljon elementära celler, staplade bredvid varandra. Med hjälp av röntgendiffraktionsmetoden (röntgendiffraktion) är det möjligt att bestämma inte bara enhetscellens absoluta dimensioner, utan även rymdgruppen och till och med arrangemanget av atomer i rymden, d.v.s. kristallstruktur. Metoderna för elektrondiffraktion (elektronografi), neutrondiffraktion (neutronografi) och infraröd spektroskopi spelade också en viktig roll i studiet av kristallstrukturer.
MORFOLOGI AV KRISTALLER
Kristaller har en viss inre symmetri som inte finns i ett formlöst korn. Kristallernas symmetri får yttre uttryck endast när de tillåts växa fritt utan störningar. Men även välorganiserade kristaller har sällan en perfekt form, och inga två kristaller är exakt likadana. Formen på en kristall beror på många faktorer, varav en är formen på enhetscellen. Om en sådan "tegelsten" upprepas samma antal gånger parallellt med var och en av dess sidor, kommer en kristall att erhållas, vars form och relativa dimensioner är exakt samma som enhetscellens. En bild som ligger nära detta är karakteristisk för många kristallina ämnen. Men formen påverkas också av faktorer som temperatur, tryck, renhet, koncentration och lösningens rörelseriktning. Därför kan kristaller av samma ämne uppvisa en mängd olika former. Skillnaden i form beror på hur exakt samma "tegelstenar" läggs. Analogin mellan enhetsceller och tegelstenar är mycket användbar (Figur 3). Genom att lägga tegelstenar så att deras motsvarande sidor är parallella är det möjligt att bygga en vägg (fig. 3, a), vars längd, höjd och tjocklek kommer att bero endast på antalet tegelstenar som läggs i en given riktning. Om du tar bort tegelstenarna i en viss ordning kan du få miniatyrtrappor (fig. 3, b, c) med en lutning beroende på förhållandet mellan antalet tegelstenar i stigaren och trappans steg. Om du sätter en linjal på en sådan trappa bildar den en vinkel som bestäms av storleken på tegelstenen och läggningsmetoden. Lutningsvinklarna x och y är symmetriska oavsett de relativa längderna s och f (fig. 3d).

På samma sätt kan en kristall anta en eller annan form om vissa rader eller grupper av elementära celler hoppas över i en strikt definierad ordning (fig. 4). Kristallens sneda kanter är som trappor gjorda av tegel, men "tegelstenarna" här är så små att kristallens kanter ser ut som släta ytor. Vinklarna mellan motsvarande kristallytor är konstanta, oavsett dess storlek. Detta etablerades 1669 av dansken N. Steno med hjälp av exemplet med kvartskristaller. Således visade han att formen är en egenskap hos en kristallin substans. Det är nu känt att formen på en kristall beror på enhetscellens storlek och form, och Stenos position har tagit den generaliserade formen av en lag enligt vilken vinklarna mellan motsvarande ytor av kristaller av samma ämne är konstanta.

Storleken och formen på ytorna varierar från kristall till kristall. Det finns dock en viss yttre symmetri inneboende i alla välskurna kristaller. Det avslöjas i upprepningen av vinklar och likheten mellan ansikten, identiska till sin mening utseende, etsningsdefekter och tillväxtegenskaper. Om en kristall har en nästan perfekt form, är dess symmetriska ytor också lika i storlek och form. Före tillkomsten av röntgenkristallografi var den viktigaste uppgiften för dem som var involverade i kristallografi att mäta vinklarna mellan kristallytorna. Genom att rita kristallytorna i stereografisk eller gnomonisk projektion baserat på sådana vinkelmått är det möjligt att avslöja det symmetriska arrangemanget av ytorna oavsett storlek och form. Från en sådan projektion är det möjligt att beräkna de axiella förhållandena och sedan rita kristallen.
Element av symmetri. Långt innan de 32 typerna av symmetriska arrangemang av punktgrupper bestämdes med röntgenmetoder, identifierades de genom att studera morfologi, d.v.s. former och strukturer av kristaller. Baserat på typen och placeringen av ytorna, såväl som vinklarna mellan dem, tilldelades kristallerna en av 32 kristallografiska klasser. Därför är rymdgrupper och kristallografiska klasser synonyma, och det finns tre huvudelement av symmetri: plan, axel och centrum (fig. 5).

Symmetriplan. Många föremål som är välkända för oss har symmetri i förhållande till ett plan. Till exempel kan en stol eller ett bord tänkas vara uppdelat i två identiska delar. På liknande sätt delar symmetriplanet kristallen i två delar, som var och en är en spegelbild av den andra. (Symmetriplanet kallas ibland spegelplanet.)
Symmetriaxel. En symmetriaxel är en tänkt rät linje runt vilken, genom att rotera en del av ett helt varv, ett föremål kan sammanfalla med sig självt. Endast fem typer av axiell symmetri är möjliga i kristaller: 1:a ordningen (motsvarande ingen rotation), 2:a ordningen (repetition genom 180°), 3:e ordningen (repetition genom 120°), 4:e ordningen (repetition genom 90°) och 6:e ordningen ( upprepning efter 60°).
Symmetricentrum. En kristall har ett symmetricentrum om någon rak linje som dras mentalt genom den på motsatta sidor av kristallytan passerar genom identiska punkter. Således finns det identiska ytor, kanter och hörn på motsatta sidor av kristallen. Det finns 32 möjliga kombinationer av plan, axlar och symmetricentrum i kristaller; varje sådan kombination bestämmer den kristallografiska klassen. En klass har ingen symmetri; den sägs ha en rotationsaxel av 1:a ordningen.
Kristallografiska system. I fig. Figur 1 visar sju grundläggande rutnätsceller med olika former. Romboedriska och hexagonala gitter definieras av samma axlar. Sålunda, med 32-punktsgruppsymmetrier, finns det bara sex grundläggande enhetscellformer. Enligt formen på den grundläggande "byggnadsenheten" är 32 kristallografiska klasser indelade i sex kristallografiska system. Varje kristallografiskt system har sitt eget koordinatsystem, som bestämmer enhetscellen och därför kristallytorna. I fig. 1 är sidorna a, b och c av enhetscellen. Det är vanligt att beteckna den vertikala sidan med c, den horisontella sidan i ritningsplanet med b och den horisontella sidan vinkelrät mot ritningsplanet med a. De raka linjerna som dessa sidor ligger på fungerar som referenslinjer och kallas kristallografiska axlar. Vinkeln mellan b och c betecknas a, mellan a och c - b, och mellan a och b - g. Namnen på kristallografiska system, relativa längder och vinkelförhållanden mellan motsvarande kristallografiska axlar är följande: Triklinisk: a är inte lika med b är inte lika med c, a är inte lika med b är inte lika med g. Monoklin: a är inte lika med b är inte lika med c, a = g = 90°, b > 90°. Ortorhombisk: a är inte lika med b är inte lika med c, a = b = g = 90°. Tetragonal: a = b är inte lika med c, a = b = g = 90°. Eftersom a och b i detta system är lika och ekvivalenta, betecknas de vanligtvis med a1, a2. Sidan c kan vara större eller mindre än a. Hexagonal: a = b är inte lika med c, a = b = 90°, g = 120°. Enhetscellen av hexagonala kristaller anses vanligtvis vara trippel och definieras av tre horisontella axlar a1, a2, a3, som bildar en vinkel på 120° med varandra och 90° med den konventionella vertikala axeln c. Kubik (isometrisk): a = b = c, a = b = g = 90°. I fig. Figur 6 visar de olika former som kristaller kan ha, tillhörande olika kristallografiska system.

Kristallformer.Även om alla aspekter som definierar en kristalls form vid första anblicken kan tyckas vara desamma, avslöjas vid noggrann undersökning subtila skillnader. Dessa kan innefatta skillnader i glans, oregelbundenheter i tillväxten, etsningsdefekter eller bandbildning. Vissa kanter visar sig dock vara exakt likadana. Sådana ansikten består av identiska och identiskt placerade atomer och motsvarar en viss form kristaller. Fördelningen av ansikten med olika former avslöjar symmetri, eftersom alla ansikten av samma form har samma förhållande till symmetrielementet. Vissa kristaller har ytor av endast en form, medan andra har ytor av många former. I fig. 7,a,b,c visar tre olika former kubiskt system, och i fig. 7,d - en kombination av dessa tre former.

OPTISK KRISTALLOGRAFI
Deras optiska egenskaper är viktiga i beskrivningen och identifieringen av kristaller. När ljus träffar en genomskinlig kristall reflekteras det delvis och överförs delvis in i kristallen. Ljus som reflekteras från en kristall ger den glans och färg, och ljus som passerar in i kristallen skapar effekter som bestäms av dess optiska egenskaper.
Brytningsindex. När en lutande ljusstråle passerar från luft till en kristall, minskar dess utbredningshastighet; den infallande strålen avböjs eller bryts. Ju större densiteten hos kristallen och ju större infallsvinkeln för strålen (i), desto större blir brytningsvinkeln (r). Förhållandet mellan sin i och sin r är ett konstant värde. Detta skrivs vanligtvis som sin i/sin r = n; konstanten n kallas brytningsindex. Detta är den viktigaste optiska egenskapen hos en kristall och kan mätas mycket noggrant. Se även OPTIK. Ur optisk synvinkel kan alla transparenta ämnen delas in i två grupper: isotropa och anisotropa. Isotropa ämnen inkluderar kristaller i det kubiska systemet och icke-kristallina ämnen, såsom glas. I isotropa ämnen färdas ljus i alla riktningar med samma hastighet, och därför kännetecknas sådana ämnen av samma brytningsindex. Gruppen av anisotropa ämnen består av kristaller av alla andra kristallografiska system. I ämnen i denna grupp ändras ljusets hastighet, och därför brytningsindexet, kontinuerligt när man rör sig från en kristallografisk riktning till en annan. När ljus kommer in i en anisotrop kristall delas det i två strålar som svänger i rät vinkel mot varandra och färdas med olika hastigheter. Detta fenomen kallas dubbelbrytning; Varje anisotropisk kristall kännetecknas av två brytningsindex. För hexagonala och tetragonala kristaller anges maximum och minimum, d.v.s. "huvudsakliga" brytningsindex. Ett av dessa huvudsakliga brytningsindex motsvarar en ljusstråle som vibrerar parallellt med c-axeln, och på den andra en ljusstråle som vibrerar i rät vinkel mot denna axel. I ortorombiska, monokliniska och trikliniska kristaller finns det tre huvudsakliga brytningsindex: maximum, minimum och intermediär, bestämt av ljusstrålar som vibrerar i tre ömsesidigt vinkelräta riktningar. Eftersom brytningsindex beror på materialets kemiska sammansättning och struktur, är de karakteristiska storheter för varje kristallint fast ämne, och deras mätning tjänar effektiv metod hans identifiering. Med hjälp av en enkel refraktometer kan en juvelerare eller ädelstensspecialist mäta brytningsindex för en ädelsten utan att ta bort den från dess inställning. Med hjälp av ett polariserande mikroskop kan en mineralog enkelt bestämma typen av mineral genom att mäta dess brytningsindex och andra optiska egenskaper på små korn.
Se ävenÄDELSTENAR.
Pleokroism. I anisotropa kristaller kan ljus som oscillerar i olika kristallografiska riktningar absorberas olika. En av de möjliga konsekvenserna av detta fenomen, som kallas pleokroism, är en förändring av kristallens färg när vibrationsriktningen ändras. I andra kristaller kan ljus som oscillerar i en kristallografisk riktning fortplantas med nästan ingen förlust av intensitet, och i rät vinkel mot det kan nästan helt absorberas. Effekten av polariserande filter som Polaroid är baserad på skillnader i absorption av ljus av tunna orienterade kristaller.
ANVÄNDNING AV KRISTALLER
Naturliga kristaller har alltid väckt människors nyfikenhet. Deras färg, glans och form berörde den mänskliga skönhetskänslan, och människor dekorerade sig själva och sina hem med dem. Under lång tid har vidskepelse förknippats med kristaller; som amuletter, skulle de inte bara skydda sina ägare från onda andar, utan också förse dem med övernaturliga krafter. Senare, när samma mineraler började skäras och poleras som ädelstenar, många vidskepelser finns bevarade i "lyckliga" talismaner och "egna stenar" som motsvarar födelsemånaden. Alla naturliga ädelstenar utom opal är kristallina, och många av dem, såsom diamant, rubin, safir och smaragd, finns som vackert skurna kristaller. Kristallsmycken är lika populärt nu som det var under den neolitiska perioden. Baserat på optikens lagar letade forskare efter ett transparent, färglöst och defektfritt mineral från vilket linser kunde tillverkas genom slipning och polering. Ofärgade kvartskristaller har de nödvändiga optiska och mekaniska egenskaperna, och de första linserna, inklusive de för glasögon, tillverkades av dem. Även efter tillkomsten av artificiellt optiskt glas försvann inte behovet av kristaller helt; Kristaller av kvarts, kalcit och andra genomskinliga ämnen som överför ultraviolett och infraröd strålning används fortfarande för att tillverka prismor och linser för optiska enheter. Kristaller spelade en viktig roll i många tekniska innovationer under 1900-talet. Vissa kristaller genererar elektrisk laddning när de är deformerad. Deras första betydande tillämpning var tillverkningen av radiofrekvensoscillatorer stabiliserade av kvartskristaller. Genom att tvinga en kvartsplatta att vibrera i det elektriska fältet i en radiofrekvent oscillerande krets är det möjligt att stabilisera mottagnings- eller sändningsfrekvensen. Halvledarenheter, som revolutionerade elektroniken, är gjorda av kristallina ämnen, främst kisel och germanium. I detta fall spelar legeringsföroreningar som införs i kristallgittret en viktig roll. Halvledardioder används i datorer och kommunikationssystem, transistorer har ersatt vakuumrör inom radioteknik, och solpaneler placerade på utsidan av rymdfarkoster omvandlar solenergi till elektrisk energi. Halvledare används också i stor utsträckning i AC/DC-omvandlare.
Se även
ELEKTRONISKA HALVLEDARE ENHETER;
TRANSISTOR. Kristaller används också i vissa masrar för att förstärka mikrovågor och i lasrar för att förstärka ljusvågor. Kristaller med piezoelektriska egenskaper används i radiomottagare och sändare, i pickuphuvuden och i ekolod. Vissa kristaller modulerar ljusstrålar, medan andra genererar ljus under påverkan av en applicerad spänning. Listan över användningsområden för kristaller är redan ganska lång och växer ständigt.
Se även
LASER ;
KVANTGENERATORER OCH FÖRSTÄRKARE.
Konstgjorda kristaller. Under lång tid har människan drömt om att syntetisera stenar som är lika värdefulla som de som finns i naturen. Fram till 1900-talet sådana försök misslyckades. Men 1902 var det möjligt att få tag på rubiner och safirer med egenskaper naturstenar. Senare, i slutet av 1940-talet, syntetiserades smaragder, och 1955 rapporterade General Electric företaget och Physical Institute of the USSR Academy of Sciences produktionen konstgjorda diamanter. Många tekniska behov av kristaller har stimulerat forskning om metoder för att odla kristaller med förutbestämda kemiska, fysikaliska och elektriska egenskaper. Forskarnas ansträngningar var inte förgäves, och metoder hittades för att odla stora kristaller av hundratals ämnen, av vilka många inte har någon naturlig analog. I laboratoriet odlas kristaller under noggrant kontrollerade förhållanden för att säkerställa önskade egenskaper, men i princip bildas laboratoriekristaller på samma sätt som i naturen – från en lösning, smälta eller ånga. Således odlas piezoelektriska kristaller av Rochelle-salt från en vattenlösning vid lufttryck. Stora kristaller av optisk kvarts odlas också från lösning, men vid temperaturer på 350-450°C och ett tryck på 140 MPa. Rubiner syntetiseras vid atmosfärstryck från aluminiumoxidpulver smält vid en temperatur av 2050°C. Kiselkarbidkristaller, som används som slipmedel, erhålls från ångor i en elektrisk ugn.
Se även SLIPMEDEL; FYSIK HOS SOLID TILLSTÅND.
LITTERATUR
Modern kristallografi. M., 1979-1981

Colliers uppslagsverk. – Öppet samhälle. 2000 .

Yana Solovyova (Turkova)
Projekt av en elev i 4:an ”Allt som är okänt är fruktansvärt intressant! Underbar värld kristaller"

Hej!

Jag presenterar presentationen "Allt som inte är känt är fruktansvärt intressant!" om att studera kristallernas värld.

Presentationen sammanställdes av min son, en elev i fjärde klass vid Aleksinsky-skolan i Leningradregionen, Daniil Turkov.

Hypotes: Kristall är en pärla.

Mål: Hitta ett vederläggande av det faktum att kristaller bara är ädelstenar.

Uppgifter:

1. Ta reda på vad en kristall är.

2. Ta reda på vad som är kristaller runt omkring oss.

3. Ta reda på det intressanta fakta om kristaller.

4. Odla kristaller hemma.

Vad är en kristall?

Kristaller är fantastiska skapelser av naturen. Vi beundrar dem ljusa färger och genomskinlighet, jämna, släta kanter och, viktigast av allt, rätt form. Kristallerna ser ut som om någon speciellt klippt dem, polerat dem och målat dem. Det är detta "mirakel" som verket är tillägnat...

Kristall från grekiskans krystallos, ursprungligen is, men senare fick kristall ett annat namn - bergskristall.

Dessa är solida kroppar som har den naturliga formen av vanliga polyedrar. Denna form är en följd av det ordnade arrangemanget av atomer i kristaller, vilket bildar ett tredimensionellt periodiskt rumsligt arrangemang - ett kristallgitter.

Vad är kristaller runt omkring oss?

Det finns hundratals ämnen i naturen som bildar kristaller. Vatten är en av de vanligaste av dessa. Frysande vatten förvandlas till iskristaller eller snöflingor.

Runt omkring oss är de vanligaste sakerna som socker och salt kristaller.

Mineralkristaller bildas också under vissa bergbildningsprocesser. Enorma mängder varmt och smält stenar djupt under jorden är faktiskt minerallösningar. När massor av dessa flytande eller smälta stenar skjuts mot jordens yta börjar de svalna. De svalnar väldigt långsamt. Mineraler förvandlas till kristaller när de övergår från en varm vätska till en kall fast form. För miljontals år sedan var granit en smält massa av mineraler i flytande tillstånd. För närvarande finns det i jordskorpan massor av smälta stenar som långsamt svalnar och bildar kristaller av olika slag.

Ädelstenar är också kristaller! Dessa är mineraler som har två huvudsakliga egenskaper för "preciousness": skönhet och sällsynthet. Du känner till namnen på många: diamant, ametist, rubin, safir, smaragd, topas, etc.

1. Visste du att kristaller reproducerar sig själva och växer på detta sätt? De kan med rätta kallas "levande" naturvarelser.

De största kristallerna upptäcktes år 2000 i kristallgrottan i Naica gruvkomplex, i den mexikanska delstaten Chihuahua. En del av gipskristallerna som finns där når 15 meter långa och 1 meter breda.

2. Mineralet spodumen är också känt för sina gigantiska, meterlånga kristaller.

3. Crystal Worlds Museum i Österrike.

Det fantastiska kristallmuseet öppnades 1995 för hundraårsjubileet

årsdagen av Swarovski. Museet är en interaktiv utställning av kristallprodukter, där utställningarna kan ses, kännas, höras och till och med luktas. Museet är en underjordisk labyrint där utställningshallar är förbundna med korridorer och trappor. Vid ingången möts besökarna av huvudet på en jätte, vars ögon är gjorda av gröna kristaller, och ett vattenfall rinner ur munnen. Enligt legenden bodde en jätte i dessa delar, som noggrant bevakade sina otaliga skatter och nu skyddar Swarovskis kristallvärldars rikedomar. Museet har de största och minsta kristallerna i världen, listade i Guinness rekordbok. Den största Swarovski-kristallen har en diameter på 40 cm och väger 310 tusen karat. Diametern på den minsta kristallen är bara 0,8 mm och kan endast ses genom ett mikroskop. Nu är Swarovski Crystal Worlds det näst mest populära museet i Österrike.

4. Torburnit.

Så förtrollande vacker som denna mineral är, den är lika dödlig. Torbernitkristallprismor innehåller uran och kan orsaka cancer hos människor. Dessutom, när de värms upp, börjar dessa stenar långsamt avge radongas, vilket är extremt hälsofarligt.

5. Kilklas.

Den sällsynta klinoklaskristallen har en liten hemlighet - när den värms upp avger detta utsökt vackra mineral en vitlökig lukt.

6. Vit baryt översållad med vanadinitkristaller.

Vanadinite fick sitt namn för att hedra den skandinaviska skönhetsgudinnan Vanadis. Detta mineral är ett av de tyngsta på planeten eftersom det har en hög blyhalt. Vanadinitkristaller bör förvaras borta från solljus, eftersom de tenderar att mörkna när de utsätts för solljus.

7. Silverfärgad stibnit med baryt.

Stibnit är en antimonsulfid, men den verkar bestå av silver hög kvalitet. Tack vare denna likhet bestämde sig en dag för att göra lyxiga bestick av detta material. Och det här var en mycket dålig idé... Antimonkristaller orsakar allvarlig förgiftning, även efter kontakt med huden är det nödvändigt att tvätta den noggrant med tvål.

8. Chalcanthite.

Den förtrollande skönheten hos dessa kristaller döljer en dödlig fara: en gång i en flytande miljö börjar kopparn som finns i detta mineral snabbt lösas upp, vilket hotar allt levande som kommer i vägen. Bara en liten blå sten kan förstöra en hel damm med all dess flora och fauna, så du bör behandla den med yttersta försiktighet.

9. Kuprosklodovskite.

Nålformade kristaller av kuprosklodovskite lockar beundrande uppmärksamhet med djupet och variationen av deras gröna färger, såväl som deras intressanta form. Men detta mineral bryts från uranfyndigheter och är mycket radioaktivt och bör hållas borta inte bara från levande varelser, utan även från andra mineraler.

10. Pallasitmeteorit.

År 1777 levererade den tyske vetenskapsmannen Pallas till Kunstkamera-museet prover av en sällsynt metall som upptäcktes i Krasnoyarsk på platsen för ett meteoritfall. Snart transporterades hela blocket av utomjordiskt ursprung som vägde 687 kg till St. Petersburg. Detta material kallas "pallas järn" eller pallasit. Inget ämne som liknar det har hittats från de som utvunnits på vår planet. Enligt experter är denna meteorit en järn-nickelbas med många inneslutningar av olivinkristaller.

11. Sjuk.

Små kubiska kristaller blå– boleites – är särskilt uppskattade i länderna i Syd- och Nordamerika. I Ryssland har detta sällsynta mineral ännu inte märkts i användning.

12. Crocoite.

Namnet "krokoit" kommer från det antika grekiska ordet som betyder "saffran", eftersom likheten mellan kristallytan och denna krydda är märkbar för blotta ögat. Den röda blymalmen som detta mineral är är av särskilt värde för samlare och finsmakare.

13. Baildonite.

Den sällsynta baildonitkristallen har sin färg tack vare kopparn den innehåller, och dess glans till den höga andelen bly.

14. Vismut.

Artificiellt odlade vismutkristaller har en igenkännlig iriserande glans på sin mörka yta. Denna effekt uppstår på grund av att oxidfilmen täcker den. Förresten, vismutoxidklorid används vid skapandet av nagellack som ett sätt att ge dem glans. Så konstgjort odlade kristaller hjälper också kvinnor att vara vackra och välvårdade.

15. Cacoxenite.

Detta sällsynta mineral fungerar som en inneslutning och kan ge kvarts och ametist en unik färg och högre värde. Som en representant för nålformade kristaller är kakoxenit otroligt ömtåligt.

Odla kristaller hemma.

Du behöver: vatten, salt, socker, koppar, kartong, pinnar, färger.

För att göra kristaller doppas pinnarna först i vatten, sedan i salt/socker och torkas i 24 timmar.

Beredning av en lösning för framställning av salt/sockerkristaller. Lös salt/socker i uppvärmt vatten, gör en mättad saltlösning(som vi färgar med blå akvarell) och sockerlag.

Häll de resulterande lösningarna i glas.

Vi placerar försiktigt de förberedda pinnarna i de förberedda lösningarna. Från ovan, genomborra kartongen med en pinne och täck kopparna med den. Kartongen på pinnen är nödvändig för att förhindra att vätskan avdunstar snabbt.

Vi lämnar ämnen på en lugn plats i en vecka för att odla kristaller.

Resultat av experimentet

Sockerkristallen blev bra!

Men kristallen kom inte ur saltet, men varför?

Varför blev saltkristallen inte!

Under detta experiment visade sig inte saltkristaller, och färgen satte sig helt enkelt på botten av koppen. Jag kunde inte lösa problemet på egen hand och vände mig till Internet. Det här är informationen jag hittade:

"Ja, du ska inte färga lösningen där din kristall växer, till exempel med färger eller liknande - detta förstör bara själva lösningen, men det kommer fortfarande inte att färga kristallen! Det bästa sättet att få färgade kristaller är att välja rätt färg på salt! Crystal han är så

det är ordnat att varje atom faller på sin plats.. och så

det visar sig vara en kristall. Om du målar det, då själv

din idé kommer att misslyckas - först och främst täcker du den

måla och det kommer inte att kunna växa. för det andra, om

använd pigment i ren form då tar du med

Det finns defekter i kristallen och den blir inte vacker. I

princip. många naturliga kristaller har färg

tack vare sådana defekter, men du måste veta exakt vad

ämnen kommer att färga kristallen utan att störa den

kristallgitter, eller nog

kommer att passa harmoniskt in i den."

Bisarra naturskapelser, ofta fascinerande och iögonfallande, som pryder kungars kronor. Det finns en tro på att några av dem har magiska mirakulösa krafter.

Vi presenterar intressanta fakta om kristaller

Översatt från grekiska, ordet "kristall" betydde "is". Men senare fick kristallen ett annat namn - bergkristall. Forskare antog att bergskristall skulle smälta när temperaturen ökade. Detta hände dock aldrig. Bergskristallen är utrustad med ytterligare en funktion - den är väldigt slät och har platta kanter. Du kommer inte hitta något liknande någon annanstans.

I kristaller är alla atomer ordnade på ett sådant sätt att de bildar ett tredimensionellt periodiskt arrangemang. På ytan ser vi alltså ett kristallgitter.

De största kristallerna finns i Mexiko, i två grottor. På ett djup av mer än 300 meter finns kristaller 10-15 m långa De består av selenit - genomskinlig gips.

Visste du att kristaller reproducerar sig själva och växer på detta sätt? De kan med rätta kallas "levande" naturvarelser.

Kristaller kan bildas i många olika former.

Och trots detta har den interna designen av kristallen ett cykliskt mönster i andras arbete. Detta har bevisats av forskare.

Visste du att vissa naturligt förekommande mineraler kan bilda kristaller? Det finns bara ett problem; du kan bara se dem genom ett förstoringsglas.

Är vatten den mest grundläggande "ingrediensen" för kristallbildning? Kristallen är väldigt lik en vanlig issnöflinga.

Det finns, förutom den naturliga bildningen av kristaller, konstgjorda. Idag tjänar människor som odlar konstgjorda kristaller mycket pengar. När allt kommer omkring används "falska" för att göra sådana ädelstenar som safir och rubin. Och det här är miljoner, om inte miljarder.

Det finns representanter för de största och minsta kristallerna. De förvaras i Österrike i Crystal Worlds Museum. Den största väger mer än 62 kg, dess värde uppskattas till 310 tusen karat. Den lilla versionen av kristallen når inte ens en centimeter i diameter. Alla tillhör den mest kända Swarovski-nischen och är listade i Guinness rekordbok.

Idag odlas nästan alla kristaller som finns på konstgjord väg. På så sätt får de exakt vad slutkonsumenten behöver. Kristalltillverkning är en av de dyraste verksamheterna. Och vacker.

Otaliga skatter är gömda i djupet av vår planet. De flesta ädelstenar och halvädelstenar har en slät yta med tydliga kanter, vilket ger dem en viss symmetri. Sedan 1700-talet har sådana kroppar kallats kristaller, även om de gamla romarna och grekerna tillämpade denna term på bergkristall. Ordagrant översatt betyder ordet "kristallus" "fryst". På den tiden trodde man att det var packad is. Han avslöjade denna myt genom att bevisa att bergskristall är tyngre än vatten och därför inte kan vara fruset vatten.

Vad är en kristall

Kristaller är fasta ämnen med atomer ordnade i en viss ordning och bildar ett tredimensionellt periodiskt rumsligt arrangemang. Externt har sådana kroppar regelbundna och symmetriska flera ansikten.

Den första som gav ordet "kristall" ett bredare begrepp var Kapeller. Även om förståelsen och lagen om vinkelkonstans fastställdes av Niels Stensen 1669.

Det moderna konceptet bildades i Internationella unionen kristallografer, och tolkas som en kropp med en övervägande skarp diffraktionsform.

Begreppet kristall inkluderar inte bara diamanter och andra mineraler med en viss struktur, utan också socker, till och med fryst vatten.

Klassificering

Vilka typer av kristaller finns det? I moderna världen alla kristaller är indelade i 32 typer och grupperade i 6 typer. Sådana fasta ämnen är också indelade i:

• naturligt, det vill säga utvunnet från jordens tarmar;
• artificiell, det vill säga skapad av mänskliga händer (det mest slående exemplet är Swarovski-kristaller).

Det finns också riktiga och idealiska kristaller. Den senare typen har perfekt symmetri, utan defekter. En riktig kristall har nödvändigtvis någon form av defekt, det vill säga oregelbundenheter och deformationer observeras.

Det finns en klassificering som delar upp kristaller på nivån av atomer och grupper av molekyler. I i detta fall enkristaller är isolerade, som har en mångfacetterad form och inte består av separata delar. Polykristaller är flera enkristaller som smälts samman.

Vilka andra kristaller finns det? Dyrbara och oädla, det vill säga klassificerade enligt estetiska och ekonomiska kriterier.

Diamant

Den mest kända och dyraste kristallen i världen. Under normala förhållanden kan detta mineral existera för evigt, men om det placeras i en inert gas eller vakuum kommer det att förvandlas till grafit.

Industriell diamantbrytning bedrivs på alla kontinenter. Även om deras ursprung och ålder inte kunde fastställas. Det finns till och med kända mineraler av utomjordiskt ursprung som föll till jorden, bildade under nedslagsmetamorfos under meteoriters fall.

De allra flesta diamanter som utvinns på vår planet är gula eller brun. Men det finns också ganska unika - gröna, lila och blå, till och med svarta. De mest kända är Porter Rhodes blå och Dresden grön. De mest värdefulla är de som har en unik färg, särskilt rubinröd, körsbär, blå och guld.

I den naturliga miljön finns diamanter i alla möjliga former: från runda och ovala till femkantiga.

En av de dyraste är den röda diamanten, av vilken det bara finns 50 i världen (med perfekt klarhet). Den dyraste vägen 5,11 karat kallas "Red Shield". Namnet ges av formen på kristallen i början av detta århundrade såldes den på auktion för 8 miljoner dollar.

Akvamarin

Vilka typer av kristaller är mycket lika is? Det här är akvamarin. Mineralet är en typ av beryl, och dess namn översätts till "havsvatten". Formen på kristallerna liknar långa kolumnformade och sexkantiga prismor med en stark glasglans. Mineralet är mycket ömtåligt och kan lätt krossas.

Inom smycken blev akvamarin populär först i början av 1900-talet, när art deco-stilen kom på modet. Det finns avlagringar av detta mineral över hela planeten, det utvinns från pegmatiter, som finns i grovkorniga graniter.

Det största mineralet hittades 1910, dess vikt var 110,5 kg.

Ametist

Vilka andra typer av kristaller finns det? Ametist klassificeras som halvädelstenar eller dekorativt, beroende på färg. Om färgen är ogenomskinlig, är det en prydnadssten, därför värderas genomskinlig sten av juvelerare.

Den finns i lila, körsbär, blå, röd. Det unika med denna kvarts är att nyansen ändras beroende på belysningen. Vissa ametister som finns i sedimentära bergarter bleknar när de utsätts för solljus.

Turkos

Vilka typer av kristaller finns det? Alla känner till namnet på detta mineral - turkos eller lyckans sten. Det har varit populärt sedan urminnes tider.

I form presenteras mineralet i form av en kryptokristallin tät massa. Stenen innehåller små runda inneslutningar. Snittet visar bruna eller svarta ådror. Färgen på mineralet varierar från himmelsblått till blekt grönt.

Smaragd

Vilka andra kristaller finns i naturen? Emerald - dyrbart mineral från berylgruppen, tillhör första ordningens ädelstenar. Stora (från 5 karat) och fria från defekter smaragder är dyrare än diamanter.

Färgen på mineralet varierar från gulgrön till gräsgrönaktig, huvudvillkoret är närvaron av en grön nyans. Stenar som bryts i sydafrikanska länder innehåller en inblandning av järnoxid, vilket är anledningen till att de har en blåaktig nyans.

En av de mest kända i världen är Devonshire Emerald, dess vikt är 304 gram. Och den mest kända i Ryssland är "Kokovinsky" smaragden, som väger lite mer än 400 gram. Gruv i Ural 1833.

Malakit

Vilka andra kristaller finns det i världen förutom de som är listade? Malakit är ett värdefullt grönt prydnadsmineral. Formerna på stenar i naturen är varierande. Sällsynta exemplar av mineralet har en uttalad kristallin form det finns mycket sällan i stora mängder på ett ställe. I Ryssland har nästan alla reserver av mineralet förbrukats. Under lång tid användes malakitmalm för att framställa koppar.

Strass

Vilken färg har kristallerna? Det finns till och med färglösa med en glasig glans, och i det här fallet talar vi om bergskristall. Det är ren kiseldioxid, en färglös variant av kvarts. Formen på mineralet kan vara trapetsformad eller prismatisk.

Denna grupp inkluderar flera sorter: hårig, rauchtopaz, ametist, citrin och morion.

Mineralet efterfrågas inte bara bland juvelerare, utan används också inom radioteknik. Stora storlekar av naturmaterial är ganska dyra. Det viktigaste är att inte blanda ihop bergkristall med det som säljs i butikerna. För att få glasglans vid tillverkning av "kristall"-glas tillsätts barium och blyoxid till glaset.

Crocoite

Vilka former av kristaller finns det? Den mest unika är krokoit. Utåt liknar den torkade saffransblad. Tillhör röd blymalm från kromatklassen.

Mineralet klassificeras som ett samlingsmaterial, eftersom det har en unik färg, form och är mycket sällsynt det är en följeslagare

De mest sällsynta typerna av kristaller

Musgravit. Den upptäcktes för cirka 50 år sedan i Australien. Hittills har endast 14 exemplar hittats. Den har en mängd olika färger: från ljusgul och grön till violett-lila. En karat grön musgravit kostar 6 tusen dollar.

Grandidierite. En mycket sällsynt kristall med en blå eller grön nyans. En unik egenskap hos stenen är dess förmåga att ändra färg. Hittills har bara 20 mineraler styckats i världen, och därför är priset för sådana produkter mycket högt - 30 000 $/1,8 miljoner rubel. för 1 karat.

Tanzanit. Vilka typer av kristaller finns det? Ett foto av denna sten kan ses i filmen "Titanic", där den presenterades i form av en blå diamant. Mineralets värde är i dess färg, som förändras beroende på belysningen. För det andra har man hittills bara hittat en fyndighet - i Afrika, vars reserver kommer att torka upp om 20 år.

Taaffeit. En mycket sällsynt kristall, kostnaden per karat varierar från 500 till 20 000 dollar (30 000 - 1,2 miljoner rubel). Idag finns det bara 4 fyndigheter: i Tanzania, Sri Lanka och Ryssland (Östra Sibirien och Karelen). Färgen på stenen varierar från ljusrosa till lavendel.

Konstgjorda kristaller

De kanske mest kända och dyra stenarna av konstgjort ursprung säljs under varumärket Swarovski. Idag har företaget ett brett utbud av produkter, representerade av mer än 100 tusen artiklar. Kristaller från denna tillverkare är inte bara inlagda smycke, men även dekorera garderobsartiklar, skor och interiörer.

Vilka typer av Swarovski-kristaller finns det? Enligt tillverkarens linje presenteras de flesta av kristallerna i form av koner, vars inre kanter maximerar ljusstyrkan, briljansen och färgen på stenen. Företaget erbjuder den bredaste paletten av färger nästan alla färger presenteras i sin rena form, vissa har en satin eller iriserande effekt.

På andra plats när det gäller polaritet ligger Preciosa-kristaller (Tjeckien). De är inte sämre i kvalitet, färg och form än Swarovski. De gör de vackraste smyckena.

Koreanska kristaller är något sämre än de två föregående, eftersom endast två ytor utsätts för mekanisk slipning - botten och toppen, resten bildas under glasgjutningsprocessen. Färgpalett inte särskilt bred, men huvudfärgerna är närvarande.

Kinesiska tillverkade kristaller finns också tillgängliga på marknaden. De är inte dyra, men deras kvalitet är ganska låg, huvudmaterialet är inte mycket transparent.

KRISTALLER(från grekiskans krystallos - kristall; ursprungligen - is), fasta ämnen med tredimensionell periodicitet. atomär (eller molekylär) struktur och, under vissa bildningsförhållanden, ha naturliga. formen av regelbundna symmetriska polyedrar

KRISTALSTRUKTUR

Variationen av kristaller i form är mycket stor. Kristaller kan ha

fyra till flera hundra kanter.

En kristall är ett vanligt tredimensionellt gitter som består av atomer eller molekyler. Strukturen hos en kristall är det rumsliga arrangemanget av dess atomer (eller molekyler).

Den tredimensionella kristallstrukturen är ett gitter byggt på tre koordinataxlar x, y, z Enhetscellen i en kristall är en parallellepiped byggd på translationsvektorerna a, b, c. En sådan cell kallas primitiv. Som ett resultat av upprepningen av en elementär cell i rymden erhålls ett rumsligt enkelt gitter - det så kallade Bravais-gittret.( Auguste Bravais- Fransk fysiker en av kristallografins grundare. Han lade grunden för den geometriska teorin om kristallstruktur: han upptäckte (1848) huvudtyperna av rumsliga gitter. Det finns fjorton typer av Bravais-galler. Dessa gitter skiljer sig från varandra i typen av enhetsceller.

BILDNING AV KRISTALLER

Kristaller bildas på tre sätt: från smälta, från lösning och från ånga. Kristallisering från en smälta inkluderar också processen för bildning av vulkaniska bergarter. Magma tränger igenom sprickor i jordskorpan och när magman eller lavan svalnar attraheras atomer och joner av olika grundämnen till varandra och bildar kristaller av olika mineraler. När de ökar i storlek hindrar de varandra från att växa, och därför bildas släta ytterkanter Kristaller växer från lösningar vid temperaturer under smältpunkten, så kristaller som odlas med sådana metoder har inte defekter som är karakteristiska för kristaller som odlats från en smälta. . Kristallisering från lösningar kan utföras genom att ändra temperaturen på lösningen, genom att ändra sammansättningen av lösningen, och även genom att använda kristallisation under en kemisk reaktion. Metoden att odla kristaller från ånga används ofta för att odla både massiva kristaller och tunna (polykristallina eller amorfa) beläggningar, morrhår och plattliknande kristaller. Den specifika odlingsmetoden väljs beroende på materialet.

Typer av kristaller

Det är nödvändigt att separera den ideala och verkliga kristallen.

Perfekt kristall

Det är i själva verket ett matematiskt objekt som har fullständig symmetri, även släta kanter.

Riktig kristall

Innehåller alltid olika defekter i gallrets inre struktur, förvrängningar och oregelbundenheter på kanterna och deformationer.

ANVÄNDNING AV KRISTALLER Naturliga kristaller har alltid väckt människors nyfikenhet. Deras färg, glans och form berörde den mänskliga skönhetskänslan, och människor dekorerade sig själva och sina hem med dem. Sedan urminnes tider har amuletter och amuletter tillverkats av kristaller. Smycken gjorda av kristaller är lika populära nu som det var under neolitikum. Baserat på optikens lagar letade forskare efter ett transparent, färglöst och defektfritt mineral från vilket linser kunde tillverkas genom slipning och polering. Ofärgade kvartskristaller har de nödvändiga optiska och mekaniska egenskaperna, och de första linserna, inklusive de för glasögon, tillverkades av dem. Även efter tillkomsten av artificiellt optiskt glas försvann inte behovet av kristaller helt; Kristaller av kvarts, kalcit och andra genomskinliga ämnen som överför ultraviolett och infraröd strålning används fortfarande för att tillverka prismor och linser för optiska enheter. Kristaller spelade en viktig roll i många tekniska innovationer under 1900-talet. Vissa kristaller genererar en elektrisk laddning när de deformeras. Deras första betydande användning var vid tillverkning av generatorerradiofrekvenser med kvartskristallstabilisering. Genom att tvinga en kvartsplatta att vibrera i det elektriska fältet i en radiofrekvent oscillerande krets är det möjligt att stabilisera mottagnings- eller sändningsfrekvensen. Halvledarenheter är gjorda av kristallina ämnen, främst kisel och germanium Kristaller används också i vissa lasrar för att förstärka mikrovågor och i lasrar för att förstärka ljus vågor Kristaller används i radiomottagare och radiosändare, i pickuphuvuden och i ekolod. Vissa kristaller modulerar ljusstrålar, medan andra genererar ljus under påverkan av en applicerad spänning. Listan över användningsområden för kristaller är redan ganska lång och växer ständigt. Konstgjorda kristaller. Under lång tid har människan drömt om att syntetisera stenar som är lika värdefulla som de som finns i naturen. Fram till 1900-talet sådana försök misslyckades. Men 1902 var det möjligt att få tag på rubiner och safirer som har naturstens egenskaper. Senare, i slutet av 1940-talet, syntetiserades smaragder, och 1955 rapporterade General Electric och Physical Institute of the USSR Academy of Sciences produktionen av konstgjorda diamanter. Många tekniska behov av kristaller har stimulerat forskning om metoder för att odla kristaller med förutbestämda kemiska, fysikaliska och elektriska egenskaper. Forskarnas ansträngningar var inte förgäves, och metoder hittades för att odla stora kristaller av hundratals ämnen, av vilka många inte har någon naturlig analog. I laboratoriet odlas kristaller under noggrant kontrollerade förhållanden för att säkerställa önskade egenskaper, men i princip bildas laboratoriekristaller på samma sätt som i naturen – från en lösning, smälta eller ånga.