KRİSTALLER VE KRİSTALOGRAFİ
Kristal (Yunanca krystallos'tan - “şeffaf buz”), Alplerde bulunan orijinal olarak şeffaf kuvars (kaya kristali) olarak adlandırılıyordu. Kaya kristali, soğuk nedeniyle artık erimeyecek kadar sertleşen buzla karıştırıldı. İlk olarak ana özellik bir kristal şeffaflığında görülüyordu ve bu kelime tüm şeffaf doğal katılar için kullanılıyordu. Daha sonra parlaklık ve şeffaflık açısından doğal maddelerden daha düşük olmayan cam üretmeye başladılar. Bu tür camlardan yapılan nesnelere de “kristal” deniyordu. Bugün bile özel şeffaflığa sahip camlara kristal, falcıların “sihirli” topuna ise kristal küre adı verilmektedir. Kaya kristalinin ve diğer birçok şeffaf mineralin şaşırtıcı bir özelliği, pürüzsüz, düz kenarlarıdır. 17. yüzyılın sonunda. dizilişlerinde belli bir simetrinin olduğu kaydedildi. Ayrıca bazı opak minerallerin doğal olarak düzenli bir kesime sahip olduğu ve kesim şeklinin belirli bir mineralin karakteristiği olduğu da bulunmuştur. Şeklin bununla ilgili olabileceğine dair bir önsezi vardı. iç yapı. Sonunda kristaller, doğal düz kesime sahip tüm katı maddeler olarak adlandırılmaya başlandı. Kristalografi tarihinde dikkate değer bir dönüm noktası, Fransız başrahip R. Gaüy tarafından 1784 yılında yazılan bir kitaptı. Kristallerin, "moleküler bloklar" olarak adlandırdığı küçük özdeş parçacıkların doğru düzenlenmesinden kaynaklandığını varsaydı. Haüy, bu tür "tuğlaların" döşenmesiyle kalsitin ne kadar pürüzsüz, düz kenarlarının elde edilebileceğini gösterdi. Farklı maddelerin şeklindeki farklılıkları hem “tuğlaların” şekli hem de döşenme şekli arasındaki farkla açıkladı. Haüy zamanından bu yana, bir kristalin düzenli şeklinin parçacıkların düzenli iç düzenlemesini yansıttığı bir hipotez olarak kabul edildi, ancak bu ancak 1912'de Münih'teki M. von Laue'nin X ışınlarının kristaller üzerinde kırıldığını tespit etmesiyle doğrulandı. Kristal içindeki atomik düzlemler. Bir fotoğraf plakasına düşen kırılan ışınlar, üzerinde koyu noktaların geometrik bir desenini oluşturur. Bu tür noktaların konumu ve yoğunluğuna bağlı olarak yapısal birimin boyutu hesaplanabilir ve içindeki atomların konumu belirlenebilir. İç yapıyı doğrudan inceleme olasılığını akılda tutarak kristalografiyle ilgilenen birçok kişi, düzenli bir iç yapıya sahip tüm katı maddeler için "kristal" terimini kullanmaya başladı. İç düzenin düzenli bir dış kesim şeklinde kendini göstermesi için yalnızca uygun koşulların gerekli olduğuna inanıyorlardı. Bazı bilim adamları, dışarıdan tezahür eden bir iç düzeni olmayan katı maddeleri "kristal" olarak adlandırmayı tercih ederler ve "kristaller" derken, bir zamanlar olduğu gibi, doğal bir yüzeye sahip katı maddeleri kastediyoruz.
KRİSTAL DURUM
Gazları, sıvıları ve katıları oluşturan atomların düzenleri değişen derecelerdedir. Bir gazda, molekülleri oluşturmak üzere bir araya gelen atomlar ve küçük atom grupları sürekli, rastgele hareket halindedir. Bir gazı soğutursanız moleküllerin birbirine olabildiğince yakın hareket edeceği ve sıvının oluştuğu bir sıcaklığa ulaşılır. Ancak bir sıvının atomları ve molekülleri birbirlerine göre hâlâ kayabilirler. Su gibi bazı sıvılar soğutulduğunda, moleküllerin nispeten hareketsiz bir kristalin duruma donacağı bir sıcaklığa ulaşılır. Tüm sıvılar için farklı olan bu sıcaklığa donma noktası denir. (Su 0°C’de donar; bu durumda su molekülleri düzenli bir şekilde birbirleriyle birleşerek düzenli bir yapı oluştururlar.) geometrik şekil.) Kristal halindeki bir maddenin (atom veya molekül) her parçacığı, kristalin tamamındaki aynı türdeki diğer parçacıklarla aynı çevreye sahiptir. Başka bir deyişle, kendisinden çok belirli mesafelerde bulunan çok özel parçacıklarla çevrilidir. Kristalleri karakterize eden ve onları diğer katılardan ayıran şey bu düzenli üç boyutlu düzenlemedir.
KRİSTALLERİN OLUŞUMU
Genel olarak kristaller üç şekilde oluşur: eriyikten, çözeltiden ve buhardan. Bir eriyikten kristalleşmeye bir örnek, sudan buz oluşumudur, çünkü su özünde erimiş buzdan başka bir şey değildir. Eriyikten kristalleşme aynı zamanda volkanik kayaların oluşum sürecini de içerir. Yerkabuğunun çatlaklarından içeri giren ya da lav şeklinde yüzeye çıkan magma, düzensiz haldeki birçok elementi içerir. Magma veya lav soğudukça, farklı elementlerin atomları ve iyonları birbirini çekerek farklı minerallerden oluşan kristaller oluşturur. Bu koşullar altında birçok kristal çekirdek ortaya çıkar. Boyutları arttıkça birbirlerinin büyümesini engellerler ve bu nedenle nadiren düzgün dış kenarlar oluşur.

Doğadaki kristaller de deniz suyundan düşen yüz milyonlarca ton tuz örneğinde olduğu gibi çözeltilerden oluşur. Bu işlem laboratuvarda sulu bir sodyum klorür çözeltisi ile gösterilebilir. Suyun yavaşça buharlaşmasına izin verilirse, çözelti sonunda doymuş hale gelecektir ve daha fazla buharlaşma tuz açığa çıkaracaktır. Pozitif yüklü sodyum iyonları, negatif yüklü klor iyonlarını çekerek çözeltiden salınan bir sodyum klorür kristal çekirdeğinin oluşmasına neden olur. Daha fazla buharlaşmayla birlikte, önceden oluşturulmuş çekirdeğe diğer iyonlar bağlanır ve karakteristik iç düzeni ve pürüzsüz dış kenarları olan bir kristal yavaş yavaş büyür.

Kristaller ayrıca doğrudan buhar veya gazdan da oluşur. Bir gaz soğutulduğunda, elektriksel çekim kuvvetleri atomları veya molekülleri kristalimsi bir katı halinde birleştirir. Kar taneleri bu şekilde oluşur; Nem içeren hava soğur ve doğrudan şu veya bu şekilde kar taneleri büyür.
KRİSTAL YAPI
Bir kristal, atomlardan veya moleküllerden oluşan düzenli bir üç boyutlu kafestir. Bir kristalin yapısı, atomlarının (veya moleküllerinin) uzaysal düzenlemesidir. Bu düzenlemenin geometrisi, desenin ana öğesinin birçok kez tekrarlandığı duvar kağıdındaki desene benzer. Bir düzlem üzerinde aynı noktalar beş farklı şekilde yerleştirilebilir. farklı şekillerde sonsuz tekrara izin verir. Uzay için, her birinin aynı çevreye sahip olması gerekliliğini karşılayan özdeş noktaları düzenlemenin 14 yolu vardır. Bunlar, 1848'de bu tür olası kafeslerin sayısının 14 olduğunu kanıtlayan Fransız bilim adamı O. Bravais'e atfen Bravais kafesleri olarak da adlandırılan uzamsal kafeslerdir (Şekil 1-1, 1-2).

Kristallere uygulanan her kafes bölgesinin aynı atomik çevreye sahip olması gerekliliği, modelin temel unsuru üzerinde kısıtlamalar getirir. Tekrarlandığında boş düğüm bırakmadan tüm alanı doldurmalıdır. Bu gereksinimi karşılayan nesnelerin belirli bir nokta etrafında (örneğin bir kafes alanı etrafındaki atomlar) düzenlenmesi için yalnızca 32 seçeneğin olduğu bulunmuştur. Bunlar sözde 32 uzay grubudur. 14 uzamsal ızgarayla birlikte 230 verirler olası seçenekler mekansal gruplar adı verilen uzaydaki nesnelerin düzenlenmesi. Bir kristalin yapısı yalnızca atomların uzaysal düzeniyle değil aynı zamanda türleriyle de belirlendiğinden yapıların sayısı çok fazladır. Şekil 2'de gösterilen üç kristal yapı. 2'si aynı uzay grubuna ait olmalarına rağmen aynı değildir.

Tüm kristallerde ortak olan 14 uzaysal kafes vardır; bunların en küçük form oluşturan hücreleri Şekil 2'de gösterilmektedir. 1. Herhangi bir kristalin birim hücresi bunlardan birine benzer, ancak boyutları atomların boyutuna, sayısına ve dizilişine göre belirlenir. Paralel boru şeklindeki birim hücre genel olarak Haüy'ün "tuğlasına" benzer, yani. tekrarı bir kristal oluşturan temel bir elementtir. X-ışını analizi, hücrenin kenarlarının uzunluğunu ve kenarlar arasındaki açıları büyük bir doğrulukla belirlemeyi mümkün kılar. Birim hücreler çok küçüktür ve nanometre mertebesindedir (10-9 m). Sodyum klorürün kübik birim hücresinin tarafı 0,56 nm'dir. Böylece, sıradan bir sofra tuzu tanesinde, yan yana dizilmiş yaklaşık bir milyon temel hücre bulunur. X-ışını kırınımı yöntemini (x-ışını kırınımı) kullanarak, yalnızca birim hücrenin mutlak boyutlarını değil, aynı zamanda uzay grubunu ve hatta atomların uzaydaki düzenini de belirlemek mümkündür; kristal yapısı. Elektron kırınımı (elektronografi), nötron kırınımı (nötronografi) ve kızılötesi spektroskopi yöntemleri de kristal yapıların incelenmesinde önemli bir rol oynadı.
KRİSTALLERİN MORFOLOJİSİ
Kristaller, şekilsiz bir tanede bulunmayan belirli bir iç simetriye sahiptir. Kristallerin simetrisi, yalnızca herhangi bir müdahale olmaksızın serbestçe büyümelerine izin verildiğinde dışsal ifade alır. Ancak iyi organize edilmiş kristaller bile nadiren mükemmel bir şekle sahiptir ve hiçbir kristal tamamen birbirine benzemez. Bir kristalin şekli birçok faktöre bağlıdır; bunlardan biri birim hücrenin şeklidir. Böyle bir "tuğla" her bir kenarına paralel olarak aynı sayıda tekrarlanırsa, şekli ve göreceli boyutları birim hücreninkiyle tamamen aynı olan bir kristal elde edilecektir. Buna yakın bir resim birçok kristal maddenin karakteristiğidir. Ancak şekil aynı zamanda sıcaklık, basınç, saflık, konsantrasyon ve çözeltinin hareket yönü gibi faktörlerden de etkilenir. Bu nedenle aynı maddenin kristalleri çok çeşitli formlar sergileyebilir. Şekildeki fark, tam olarak aynı "tuğlaların" nasıl döşendiğinden kaynaklanmaktadır. Birim hücreler ve tuğlalar arasındaki benzetme çok faydalıdır (Şekil 3). Tuğlaları karşılık gelen kenarları paralel olacak şekilde döşeyerek, uzunluğu, yüksekliği ve kalınlığı yalnızca belirli bir yönde döşenen tuğla sayısına bağlı olacak bir duvar (Şekil 3, a) inşa etmek mümkündür. Tuğlaları belirli bir sırayla çıkarırsanız, yükselticideki tuğla sayısı ve merdiven basamağı oranına bağlı olarak eğimli minyatür merdiven basamakları (Şekil 3, b, c) elde edebilirsiniz. Böyle bir merdivene cetvel koyarsanız tuğlanın boyutuna ve döşeme yöntemine göre belirlenen bir açı oluşturur. Eğim açıları x ve y, göreceli uzunluklar s ve f'den bağımsız olarak simetriktir (Şekil 3d).

Aynı şekilde, belirli sıralar veya temel hücre grupları kesin olarak tanımlanmış bir sırayla atlanırsa, bir kristal şu ​​veya bu şekli alabilir (Şekil 4). Kristalin eğik kenarları tuğladan yapılmış merdivenler gibidir ancak buradaki "tuğlalar" o kadar küçüktür ki kristalin kenarları pürüzsüz yüzeyler gibi görünür. Karşılık gelen kristal yüzleri arasındaki açılar, boyutuna bakılmaksızın sabittir. Bu, 1669 yılında Dane N. Steno tarafından kuvars kristalleri örneği kullanılarak kurulmuştur. Böylece şeklin kristal maddenin bir özelliği olduğunu gösterdi. Artık bir kristalin şeklinin birim hücrenin boyutuna ve şekline bağlı olduğu bilinmektedir ve Steno'nun konumu, aynı maddenin kristallerinin karşılık gelen yüzleri arasındaki açıların sabit olduğunu belirten genelleştirilmiş bir yasa biçimini almıştır.

Yüzlerin boyutu ve şekli kristalden kristale değişir. Bununla birlikte, tüm iyi kesilmiş kristallerin doğasında belli bir dış simetri vardır. Açıların tekrarında ve anlam bakımından aynı olan yüzlerin benzerliğinde ortaya çıkar. dış görünüş, aşındırma kusurları ve büyüme özellikleri. Bir kristal neredeyse mükemmel bir şekle sahipse, simetrik yüzleri de boyut ve şekil bakımından benzerdir. X-ışını kristalografisinin ortaya çıkmasından önce kristalografiyle uğraşanların en önemli görevi kristallerin yüzleri arasındaki açıları ölçmekti. Kristal yüzlerin bu tür açısal ölçümlere dayanarak stereografik veya gnomonik projeksiyonda çizilmesiyle, boyut ve şekle bakılmaksızın yüzlerin simetrik düzenini ortaya çıkarmak mümkündür. Böyle bir projeksiyondan eksenel ilişkileri hesaplamak ve ardından kristali çizmek mümkündür.
Simetri unsurları. Nokta gruplarının 32 tip simetrik düzenlemesi X-ışını yöntemleriyle belirlenmeden çok önce, bunlar morfoloji incelenerek tanımlanıyordu; Kristallerin şekilleri ve yapıları. Yüzlerin tipine ve konumuna ve aralarındaki açılara bağlı olarak kristaller 32 kristalografik sınıftan birine atandı. Bu nedenle, uzay grupları ve kristalografik sınıflar eşanlamlıdır ve simetrinin üç ana unsuru vardır: düzlem, eksen ve merkez (Şekil 5).

Simetri düzlemi. Bizim tarafımızdan iyi bilinen birçok nesnenin bir düzleme göre simetrisi vardır. Örneğin bir sandalye veya masanın iki özdeş parçaya bölündüğü düşünülebilir. Benzer şekilde simetri düzlemi de kristali her biri diğerinin ayna görüntüsü olan iki parçaya böler. (Simetri düzlemine bazen ayna düzlemi de denir.)
Simetri ekseni. Simetri ekseni, etrafında tam bir devrimin bir kısmını döndürerek bir nesnenin kendisiyle çakışabileceği hayali bir düz çizgidir. Kristallerde yalnızca beş tip eksenel simetri mümkündür: 1. derece (dönme olmamasına eşdeğer), 2. derece (180°'ye kadar tekrar), 3. derece (120°'ye kadar tekrar), 4. derece (90°'ye kadar tekrar) ve 6. derece ( 60° sonra tekrarlanır).
Simetri merkezi. Kristal yüzeyinin karşıt taraflarında içinden zihinsel olarak çizilen herhangi bir düz çizgi aynı noktalardan geçiyorsa, kristalin bir simetri merkezi vardır. Böylece kristalin karşıt taraflarında özdeş yüzler, kenarlar ve köşeler bulunur. Kristallerde düzlemlerin, eksenlerin ve simetri merkezlerinin 32 olası kombinasyonu vardır; bu tür kombinasyonların her biri kristalografik sınıfı belirler. Bir sınıfın simetrisi yoktur; 1. dereceden bir dönme eksenine sahip olduğu söylenir.
Kristalografik sistemler.Şek. Şekil 1, farklı şekillerdeki yedi temel ızgara hücresini göstermektedir. Eşkenar dörtgen ve altıgen kafesler aynı eksenlerle tanımlanır. Böylece 32 nokta grup simetrisi ile yalnızca altı temel birim hücre şekli vardır. Temel “yapı” biriminin şekline göre 32 kristalografik sınıf, altı kristalografik sisteme bölünmüştür. Her kristalografik sistemin, birim hücreyi ve dolayısıyla kristal yüzlerini belirleyen kendi koordinat sistemi vardır. Şek. 1 birim hücrenin a, b ve c kenarlarıdır. Çizim düzlemindeki dikey tarafın c ile, yatay tarafın b ile ve çizim düzlemine dik olan yatay tarafın a ile gösterilmesi gelenekseldir. Bu kenarların üzerinde bulunduğu düz çizgiler referans çizgileri görevi görür ve kristalografik eksenler olarak adlandırılır. B ile c arasındaki açı a, a ile c - b arasındaki ve a ile b - g arasındaki açı ile gösterilir. Kristalografik sistemlerin adları, ilgili kristalografik eksenler arasındaki göreceli uzunluklar ve açısal ilişkiler şu şekildedir: Triklinik: a eşit değildir b eşit değildir c, a eşit değildir b eşit değildir g. Monoklinik: a eşit değildir b eşit değildir c, a = g = 90°, b > 90°. Ortorombik: a eşit değildir b eşit değildir c, a = b = g = 90°. Dörtgen: a = b, c'ye eşit değildir, a = b = g = 90°. Bu sistemde a ve b eşit ve eşdeğer olduğundan genellikle a1, a2 ile gösterilirler. c tarafı a'dan daha büyük veya daha küçük olabilir. Altıgen: a = b, c'ye eşit değildir, a = b = 90°, g = 120°. Altıgen kristallerin birim hücresi genellikle üçlü olarak kabul edilir ve birbirleriyle 120° ve geleneksel dikey eksen c ile 90° açı yapan üç yatay eksen a1, a2, a3 ile tanımlanır. Kübik (izometrik): a = b = c, a = b = g = 90°. Şek. Şekil 6, farklı kristalografik sistemlere ait kristallerin sahip olabileceği çeşitli şekilleri göstermektedir.

Kristal şekiller.İlk bakışta bir kristalin şeklini tanımlayan tüm yüzeyler aynı gibi görünse de dikkatli incelendiğinde ince farklar ortaya çıkar. Bunlar parlaklıktaki farklılıkları, büyüme düzensizliklerini, aşındırma kusurlarını veya şeritlenmeyi içerebilir. Ancak bazı kenarların tamamen aynı olduğu ortaya çıkıyor. Bu tür yüzler aynı ve aynı şekilde konumlandırılmış atomlardan oluşur ve belli bir biçim kristaller. Aynı şeklin tüm yüzleri simetri unsuruyla aynı ilişkiye sahip olduğundan, farklı şekillerdeki yüzlerin dağılımı simetriyi ortaya çıkarır. Bazı kristallerin yalnızca tek bir şekle sahip yüzleri varken, diğerlerinin birçok şekle sahip yüzleri vardır. Şek. 7,a,b,c üçü gösterir çeşitli şekiller kübik sistem ve Şekil 2. 7,d - bu üç formun birleşimi.

OPTİK KRİSTALOGRAFİ
Optik özellikleri kristallerin tanımlanmasında ve tanımlanmasında önemlidir. Işık şeffaf bir kristale çarptığında kısmen yansıtılır ve kısmen kristalin içine iletilir. Bir kristalden yansıyan ışık, ona parlaklık ve renk verir ve kristalin içine geçen ışık, onun optik özelliklerine göre belirlenen etkiler yaratır.
Kırılma indeksi. Eğik bir ışık demeti havadan kristale geçtiğinde yayılma hızı azalır; Gelen ışın saptırılır veya kırılır. Kristalin yoğunluğu ve ışının geliş açısı (i) ne kadar büyük olursa, kırılma açısı da (r) o kadar büyük olur. Sin i'nin sin r'ye oranı sabit bir değerdir. Bu genellikle sin i/sin r = n olarak yazılır; n sabitine kırılma indisi denir. Bu, bir kristalin en önemli optik özelliğidir ve çok doğru bir şekilde ölçülebilir. Ayrıca bkz. OPTİK. Optik açıdan bakıldığında tüm şeffaf maddeler iki gruba ayrılabilir: izotropik ve anizotropik. İzotropik maddeler arasında kübik sistemin kristalleri ve cam gibi kristal olmayan maddeler bulunur. İzotropik maddelerde ışık her yönde aynı hızda hareket eder ve bu nedenle bu tür maddeler aynı kırılma indisi ile karakterize edilir. Anizotropik maddeler grubu diğer tüm kristalografik sistemlerin kristallerinden oluşur. Bu gruptaki maddelerde ışığın hızı ve dolayısıyla kırılma indisi, bir kristalografik yönden diğerine geçerken sürekli olarak değişir. Işık anizotropik bir kristale girdiğinde, birbirine dik açılarla salınan ve farklı hızlarda hareket eden iki ışına ayrılır. Bu olguya çift kırılma adı verilir; Her anizotropik kristal iki kırılma indisi ile karakterize edilir. Altıgen ve dörtgen kristaller için maksimum ve minimum belirtilir; "ana" kırılma indeksleri. Bu temel kırılma indislerinden biri, c eksenine paralel titreşen bir ışık ışınına, diğeri ise bu eksene dik açılarda titreşen bir ışık ışınına karşılık gelir. Ortorombik, monoklinik ve triklinik kristallerde üç ana kırılma indisi vardır: karşılıklı olarak üç dik yönde titreşen ışık ışınları tarafından belirlenen maksimum, minimum ve orta düzey. Kırılma indisleri malzemenin kimyasal bileşimine ve yapısına bağlı olduğundan, her bir kristalin katı için karakteristik miktarlardır ve bunların ölçümü, etkili yöntem onun kimliği. Bir kuyumcu veya değerli taş uzmanı, basit bir refraktometre kullanarak, değerli bir taşın kırılma indeksini, onu ayarından çıkarmadan ölçebilir. Bir mineralog, polarizasyon mikroskobu kullanarak, küçük taneler üzerindeki kırılma indislerini ve diğer optik özelliklerini ölçerek mineralin türünü kolayca belirleyebilir.
Ayrıca bakınız DEĞERLİ TAŞLAR.
Pleokroizm. Anizotropik kristallerde, farklı kristalografik yönlerde salınan ışık farklı şekilde emilebilir. Pleokroizm adı verilen bu olgunun olası sonuçlarından biri, titreşimin yönü değiştiğinde kristalin renginin değişmesidir. Diğer kristallerde, bir kristalografik yönde salınan ışık neredeyse hiç yoğunluk kaybı olmadan yayılabilir ve ona dik açılarda neredeyse tamamen emilebilir. Polaroid gibi polarizasyon filtrelerinin etkisi, ışığın ince yönlendirilmiş kristaller tarafından emilmesindeki farklılıklara dayanır.
KRİSTALLERİN UYGULANMASI
Doğal kristaller her zaman insanların merakını uyandırmıştır. Renkleri, parlaklıkları ve şekilleri insanın güzellik anlayışına dokunmuş, insanlar kendilerini ve evlerini bunlarla süslemişlerdir. Uzun zamandır batıl inançlar kristallerle ilişkilendirilmiştir; muska olarak, yalnızca sahiplerini kötü ruhlardan korumakla kalmayıp, aynı zamanda onlara doğaüstü güçler de vermeleri gerekiyordu. Daha sonra aynı mineraller kesilip cilalanmaya başlandı. taşlar Doğum ayına karşılık gelen “şanslı” tılsımlarda ve “kendi taşlarında” birçok batıl inanç korunmuştur. Opal dışındaki tüm doğal değerli taşlar kristaldir ve elmas, yakut, safir ve zümrüt gibi birçoğu güzel kesilmiş kristaller olarak bulunur. Kristal takılar Neolitik dönemde olduğu kadar günümüzde de popüler. Optik yasalarına dayanarak, bilim adamları taşlama ve cilalama yoluyla lenslerin yapılabileceği şeffaf, renksiz ve hatasız bir mineral arıyorlardı. Renksiz kuvars kristalleri gerekli optik ve mekanik özelliklere sahiptir ve gözlükler de dahil olmak üzere ilk mercekler bunlardan yapılmıştır. Yapay optik camın ortaya çıkışından sonra bile kristallere olan ihtiyaç tamamen ortadan kalkmadı; Ultraviyole ve kızılötesi radyasyonu ileten kuvars, kalsit ve diğer şeffaf maddelerin kristalleri, optik cihazlar için prizma ve lens yapımında hala kullanılmaktadır. Kristaller, 20. yüzyılın birçok teknik yeniliğinde önemli bir rol oynadı. Bazı kristaller üretir elektrik yükü deforme olduğunda. İlk önemli uygulamaları kuvars kristalleri ile stabilize edilen radyo frekansı osilatörlerinin imalatıydı. Bir kuvars plakayı radyo frekansı salınım devresinin elektrik alanında titreşmeye zorlayarak, alma veya gönderme frekansını dengelemek mümkündür. Elektronikte devrim yaratan yarı iletken cihazlar, başta silikon ve germanyum olmak üzere kristalli maddelerden yapılıyor. Bu durumda kristal kafesine eklenen alaşım safsızlıkları önemli bir rol oynar. Yarı iletken diyotlar bilgisayarlarda ve iletişim sistemlerinde kullanılıyor, radyo mühendisliğinde vakum tüplerinin yerini transistörler alıyor ve uzay aracının dış yüzeyine yerleştirilen güneş panelleri güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştürüyor. Yarı iletkenler ayrıca AC/DC dönüştürücülerde de yaygın olarak kullanılmaktadır.
Ayrıca bakınız
YARI İLETKEN ELEKTRONİK CİHAZLAR;
TRANSİSTÖR. Kristaller ayrıca bazı ustalarda mikrodalga dalgalarını yükseltmek için ve lazerlerde ışık dalgalarını yükseltmek için kullanılır. Piezoelektrik özelliklere sahip kristaller radyo alıcılarında ve vericilerinde, pikap kafalarında ve sonarda kullanılır. Bazı kristaller ışık ışınlarını modüle ederken diğerleri uygulanan voltajın etkisi altında ışık üretir. Kristallerin kullanım listesi zaten oldukça uzun ve sürekli büyüyor.
Ayrıca bakınız
LAZER;
KUANTUM JENERATÖRLERİ VE AMPLİFİKATÖRLER.
Yapay kristaller.İnsanoğlu uzun zamandır doğada bulunan taşlar kadar değerli taşları sentezlemenin hayalini kurmuştur. 20. yüzyıla kadar bu tür girişimler başarısız oldu. Ancak 1902'de özelliklere sahip yakut ve safir elde etmek mümkün oldu. doğal taşlar. Daha sonra 1940'ların sonlarında zümrütler sentezlendi ve 1955'te General Electric şirketi ve SSCB Bilimler Akademisi Fizik Enstitüsü üretimi bildirdi. yapay elmaslar. Kristallere yönelik birçok teknolojik ihtiyaç, önceden belirlenmiş kimyasal, fiziksel ve elektriksel özelliklere sahip kristallerin yetiştirilmesine yönelik yöntemler üzerine araştırmaları teşvik etmiştir. Araştırmacıların çabaları boşuna değildi ve birçoğunun doğal benzeri olmayan yüzlerce maddeden oluşan büyük kristallerin büyütülmesine yönelik yöntemler bulundu. Laboratuvarda kristaller, istenen özelliklerin sağlanması için dikkatlice kontrol edilen koşullar altında büyütülür, ancak prensip olarak laboratuvar kristalleri doğada olduğu gibi bir çözeltiden, eriyikten veya buhardan oluşturulur. Böylece Rochelle tuzunun piezoelektrik kristalleri sulu bir çözeltiden büyütülür. atmosferik basınç. Büyük optik kuvars kristalleri de çözeltiden büyütülür, ancak bu, 350-450° C sıcaklıklarda ve 140 MPa basınçta gerçekleşir. Yakutlar, 2050°C sıcaklıkta eritilen alüminyum oksit tozundan atmosferik basınçta sentezlenir. Aşındırıcı olarak kullanılan silisyum karbür kristalleri, elektrikli fırında buharlardan elde edilir.
Ayrıca bakınız AŞINDIRICILAR; KATI HAL FİZİĞİ.
EDEBİYAT
Modern kristalografi. M., 1979-1981

Collier'in Ansiklopedisi. - Açık Toplum. 2000 .

Yana Solovyova (Turkova)
4. sınıf öğrencisinin projesi “Bilinmeyen her şey son derece ilginçtir! Muhteşem dünya kristaller"

Merhaba!

Kristal dünyasını incelemekle ilgili “Bilinmeyen her şey son derece ilginçtir!” sunumunu dikkatinize sunuyorum.

Sunum, Leningrad Bölgesi'ndeki Aleksinsky okulunun 4. sınıf öğrencisi olan oğlum Daniil Turkov tarafından derlendi.

Hipotez: Kristal bir mücevherdir.

Hedef: Kristallerin yalnızca değerli taşlar olduğu gerçeğini çürüten bir şey bulun.

Görevler:

1. Kristalin ne olduğunu öğrenin.

2. Çevremizdeki kristallerin neler olduğunu öğrenin.

3. Öğrenin ilginç gerçekler kristaller hakkında.

4. Evde kristal yetiştirin.

Kristal nedir?

Kristaller doğanın muhteşem yaratımlarıdır. Onlara hayranız parlak renkler ve şeffaflık, düzgün, pürüzsüz kenarlar ve en önemlisi doğru biçim. Kristaller sanki birisi onları özel olarak kesmiş, cilalamış ve boyamış gibi görünüyor. Eserin ithaf edildiği işte bu “mucize”...

Yunan kristallerinden gelen kristal, başlangıçta buzdu, ancak daha sonra kristal başka bir isim aldı - kaya kristali.

Bunlar, normal çokyüzlülerin doğal şekline sahip katı gövdelerdir. Bu form, kristallerdeki atomların düzenli düzenlenmesinin bir sonucudur ve üç boyutlu bir periyodik uzaysal düzenleme - bir kristal kafes oluşturur.

Etrafımızdaki kristaller nelerdir?

Doğada kristal oluşturan yüzlerce madde vardır. Su bunlardan en yaygın olanlarından biridir. Donan su buz kristallerine veya kar tanelerine dönüşür.

Çevremizde şeker ve tuz gibi en sıradan şeyler kristallerdir.

Bazı kaya oluşturma süreçleri sırasında mineral kristalleri de oluşur. Çok miktarda sıcak ve erimiş kayalar yeraltının derinleri aslında mineral çözeltilerdir. Bu sıvı veya erimiş kayaların kütleleri dünya yüzeyine doğru itildikçe soğumaya başlarlar. Çok yavaş soğurlar. Mineraller sıcak bir sıvıdan soğuk katı bir forma dönüştüklerinde kristallere dönüşürler. Milyonlarca yıl önce granit, sıvı haldeki erimiş mineral kütlesiydi. Şu anda yer kabuğunda yavaş yavaş soğuyan ve çeşitli türlerde kristaller oluşturan erimiş kaya kütleleri bulunmaktadır.

Değerli taşlar da kristaldir! Bunlar iki temel "değerlilik" özelliğine sahip minerallerdir: güzellik ve nadirlik. Birçoğunun adını biliyorsunuz: elmas, ametist, yakut, safir, zümrüt, topaz vb.

1. Kristallerin bu şekilde çoğalıp büyüdüğünü biliyor muydunuz? Haklı olarak doğanın “yaşayan” yaratıkları olarak adlandırılabilirler.

En büyük kristaller 2000 yılında Meksika'nın Chihuahua eyaletindeki Naica maden kompleksindeki Kristal Mağarasında keşfedildi. Burada bulunan alçı kristallerinden bazılarının boyu 15 metreye, genişliği ise 1 metreye ulaşıyor.

2. Mineral spodümen aynı zamanda devasa, metre uzunluğundaki kristalleriyle de bilinir.

3. Avusturya'daki Kristal Dünyalar Müzesi.

Muhteşem kristal müzesi 1995 yılında yüzüncü yıl dönümü nedeniyle açıldı.

Swarovski'nin yıldönümü. Müze, sergilenen ürünlerin görülebildiği, hissedilebildiği, duyulabildiği ve hatta koklanabildiği etkileşimli bir kristal ürünler sergisidir. Müze, sergi salonlarının koridorlar ve merdivenlerle birbirine bağlandığı bir yeraltı labirentidir. Girişte ziyaretçileri gözleri yeşil kristallerden yapılmış, ağzından şelale akan bir devin başı karşılıyor. Efsaneye göre bu bölgelerde sayısız hazinesini özenle saklayan ve şimdi Swarovski Kristal Dünyalarının zenginliklerini koruyan bir dev yaşıyordu. Müze, Guinness Rekorlar Kitabı'nda yer alan dünyanın en büyük ve en küçük kristallerine ev sahipliği yapıyor. En büyük Swarovski kristali 40 cm çapında ve 310 bin karat ağırlığındadır. En küçük kristalin çapı yalnızca 0,8 mm'dir ve yalnızca mikroskopla görülebilmektedir. Artık Swarovski Kristal Dünyaları Avusturya'nın en popüler ikinci müzesidir.

4. Torburnit.

Bu mineral büyüleyici derecede güzel olduğu kadar ölümcüldür. Torbernit kristal prizmaları uranyum içerir ve insanlarda kansere neden olabilir. Ayrıca bu taşlar ısıtıldığında yavaş yavaş sağlık açısından son derece tehlikeli olan radon gazı yaymaya başlar.

5. Kama sınıfı.

Nadir klinoklaz kristalinin küçük bir sırrı vardır: Bu olağanüstü güzel mineral ısıtıldığında sarımsak kokusu yayar.

6. Vanadinit kristalleriyle süslenmiş beyaz barit.

Vanadinit, adını İskandinav güzellik tanrıçası Vanadis'in onuruna aldı. Bu mineral, yüksek kurşun içeriğine sahip olduğundan gezegendeki en ağır minerallerden biridir. Vanadinit kristalleri güneş ışığına maruz kaldıklarında kararmaya eğilimli olduklarından güneş ışığından uzakta saklanmalıdır.

7. Baritli gümüşi stibnit.

Stibnit bir antimon sülfürdür ancak gümüşten oluşmuş gibi görünmektedir. yüksek kalite. Bu benzerlik sayesinde bir gün birisi bu malzemeden lüks çatal bıçak takımı yapmaya karar verdi. Ve bu çok kötü bir fikirdi... Antimon kristalleri ciddi zehirlenmelere neden olur, cilde temas ettikten sonra bile sabunla iyice yıkamak gerekir.

8. Kalkantit.

Bu kristallerin büyüleyici güzelliği ölümcül bir tehlikeyi gizliyor: Sıvı ortama girdiğinde bu mineralin içerdiği bakır hızla çözünmeye başlıyor ve yoluna çıkan tüm canlıları tehdit ediyor. Sadece küçük bir mavi çakıl taşı, tüm flora ve faunasıyla birlikte bir göletin tamamını yok edebilir, bu nedenle ona son derece dikkatli davranmalısınız.

9. Kuprosklodovskite.

İğne şeklindeki kuprosklodovskite kristalleri, ilginç şekillerinin yanı sıra yeşil renklerinin derinliği ve çeşitliliğiyle de hayranlık uyandırıyor. Ancak uranyum yataklarından çıkarılan bu mineral oldukça radyoaktif olduğundan sadece canlılardan değil, diğer minerallerden de uzak tutulmalıdır.

10. Palasit gök taşı.

1777'de Alman bilim adamı Pallas, Krasnoyarsk'ta bir göktaşı düşme yerinde keşfedilen nadir bir metalin örneklerini Kunstkamera müzesine teslim etti. Kısa süre sonra 687 kg ağırlığındaki dünya dışı kökenli bloğun tamamı St. Petersburg'a taşındı. Bu malzemeye “pallas demiri” veya pallasit adı verilmektedir. Gezegenimizde çıkarılanlardan buna benzer bir madde bulunamadı. Uzmanlara göre bu göktaşı, çok sayıda olivin kristali içeren bir demir-nikel bazıdır.

11. Hasta.

Küçük kübik kristaller mavi– boleitler – özellikle Güney ve Kuzey Amerika ülkelerinde değerlidir. Rusya'da bu nadir mineralin kullanımda olduğu henüz fark edilmedi.

12. Krokoit.

Kristal yüzeyinin bu baharata benzerliği çıplak gözle farkedildiği için “krokoit” ismi eski Yunanca “safran” anlamına gelen kelimeden gelmektedir. Bu mineralin kırmızı kurşun cevheri koleksiyoncular ve uzmanlar için özel bir değere sahiptir.

13. Baildonit.

Nadir baildonit kristali, rengini içerdiği bakıra, parlaklığını ise yüksek orandaki kurşuna borçludur.

14. Bizmut.

Yapay olarak yetiştirilen bizmut kristallerinin koyu yüzeylerinde fark edilebilir yanardöner bir parlaklık vardır. Bu etki, onu kaplayan oksit film nedeniyle oluşur. Bu arada, bizmut oksit klorür ojelerin yapımında onlara parlaklık verme aracı olarak kullanılıyor. Yani yapay olarak yetiştirilen kristaller kadınların güzel ve bakımlı olmasına da yardımcı oluyor.

15. Kakoksenit.

Bir katkı görevi gören bu nadir mineral, kuvars ve ametist taşına benzersiz bir renk ve daha yüksek değer verme yeteneğine sahiptir. İğne şeklindeki kristallerin bir temsilcisi olarak kakoksenit inanılmaz derecede kırılgandır.

Evde kristal yetiştirmek.

İhtiyacınız olacak: su, tuz, şeker, bardaklar, karton, çubuklar, boyalar.

Kristal yapmak için çubuklar önce suya, ardından tuza/şekere batırılır ve 24 saat kurutulur.

Tuz/şeker kristalleri yapmak için bir çözeltinin hazırlanması. Tuzu/şekeri ısıtılmış suda eritin, doymuş hale getirin tuzlu su çözeltisi(mavi sulu boyayla renklendirdiğimiz) ve şeker şurubu.

Ortaya çıkan çözeltileri bardaklara dökün.

Hazırladığımız çubukları hazırlanan solüsyonların içerisine dikkatli bir şekilde yerleştiriyoruz. Yukarıdan kartonu bir çubukla delin ve bardakları bununla örtün. Çubuğun üzerindeki karton, sıvının çabuk buharlaşmasını önlemek için gereklidir.

Kristal yetiştirmek için boşlukları bir hafta boyunca sessiz bir yerde bırakıyoruz.

Deneyin sonuçları

Şeker kristali iyi çıktı!

Ama kristal tuzdan çıkmadı ama neden?

Tuz kristali neden ortaya çıkmadı?

Bu deney sırasında tuz kristalleri ortaya çıkmadı ve boya bardağın dibine çöktü. Sorunu kendi başıma çözemedim ve internete başvurdum. Bulduğum bilgi şöyle:

“Evet, kristalinizin büyüdüğü çözeltiyi boya veya benzeri bir şeyle renklendirmemelisiniz; bu yalnızca çözümün kendisini bozar, ancak yine de kristali renklendirmez! En iyi yol renkli kristaller elde etmek için doğru tuz rengini seçmek gerekir! Crystal öyle

her atom kendi yerine düşecek şekilde düzenlenmiştir.. ve böylece

bir kristal olduğu ortaya çıktı. Eğer boyarsan, o zaman kendi başına

Fikriniz başarısız olacak; her şeyden önce onu ele alacaksınız

boyarsan büyüyemez. ikincisi ise

pigment kullan saf biçim o zaman getireceksin

Kristalde kusurlar var ve güzel olmayacak. İÇİNDE

prensip. birçok doğal kristalin rengi vardır

bu tür kusurlar sayesinde, ancak tam olarak ne olduğunu bilmeniz gerekir

maddeler kristali bozmadan renklendirecek

kristal kafes veya yeterli

ona uyumlu bir şekilde uyum sağlayacak.”

Kralların taçlarını süsleyen, genellikle büyüleyici ve göz alıcı, doğanın tuhaf yaratımları. Bazılarının sihirli mucizevi güçlere sahip olduğuna dair bir inanç var.

Size kristaller hakkında ilginç gerçekleri sunuyoruz

Yunancadan çevrilen "kristal" kelimesi "buz" anlamına geliyordu. Ancak daha sonra kristal başka bir isim aldı - kaya kristali. Bilim insanları sıcaklık arttığında kaya kristallerinin eriyeceğini varsaydı. Ancak bu hiçbir zaman gerçekleşmedi. Kaya kristali bir özelliğe daha sahiptir - çok pürüzsüzdür ve düz kenarlara sahiptir. Başka hiçbir yerde böyle bir şey bulamazsınız.

Kristallerde tüm atomlar üç boyutlu periyodik bir düzen oluşturacak şekilde düzenlenmiştir. Böylece yüzeyde kristal bir kafes görüyoruz.

En büyük kristaller Meksika'daki iki mağarada bulunmaktadır. 300 metreden daha derinlerde 10-15 m uzunluğunda kristaller bulunur. Bunlar selenit - şeffaf alçıdan oluşur.

Kristallerin bu şekilde çoğalıp büyüdüğünü biliyor muydunuz? Haklı olarak doğanın “yaşayan” yaratıkları olarak adlandırılabilirler.

Kristaller çok farklı şekillerde oluşabilir.

Ve buna rağmen, kristalin iç tasarımı diğerlerinin çalışmalarında döngüsel bir yapıya sahiptir. Bu bilim adamları tarafından kanıtlanmıştır.

Doğal olarak oluşan bazı minerallerin kristal oluşturabildiğini biliyor muydunuz? Tek bir sorun var; onları yalnızca büyüteçle görebilirsiniz.

Su, kristal oluşumu için en temel "içerik" midir? Kristal sıradan bir buz kar tanesine çok benzer.

Doğal kristal oluşumuna ek olarak yapay kristaller de vardır. Günümüzde yapay kristal yetiştiren insanlar çok para kazanıyor. Sonuçta safir, yakut gibi değerli taşların yapımında “sahte” olanlar kullanılıyor. Ve bu milyarlarca olmasa da milyonlarcadır.

En büyük ve en küçük kristallerin temsilcileri var. Avusturya'da Kristal Dünyalar müzesinde tutuluyorlar. En büyüğü 62 kg'dan fazla, değerinin 310 bin karat olduğu tahmin ediliyor. Kristalin minik versiyonunun çapı bir santimetreye bile ulaşmıyor. Hepsi en ünlü Swarovski nişine aittir ve Guinness Rekorlar Kitabı'nda listelenmiştir.

Bugün var olan kristallerin neredeyse tamamı yapay olarak yetiştiriliyor. Bu şekilde tam olarak son tüketicinin ihtiyaç duyduğu şeyi elde ederler. Kristal üretimi en pahalı işlerden biridir. Ve güzel.

Gezegenimizin derinliklerinde sayısız hazine saklıdır. Değerli ve yarı değerli taşların çoğu, onlara belirli bir simetri veren, net kenarlı, pürüzsüz bir yüzeye sahiptir. Her ne kadar eski Romalılar ve Yunanlılar bu terimi kaya kristali için kullanmış olsalar da, 18. yüzyıldan bu yana bu tür cisimlere kristal adı veriliyor. Kelimenin tam anlamıyla tercüme edilen "crystallus" kelimesi "donmuş" anlamına gelir. O günlerde bunun sıkıştırılmış buz olduğuna inanılıyordu. Kaya kristalinin sudan daha ağır olduğunu ve bu nedenle suyun dondurulamayacağını kanıtlayarak bu efsaneyi çürüttü.

Kristal nedir

Kristaller, atomların belirli bir sırayla düzenlendiği ve üç boyutlu periyodik bir mekansal düzenleme oluşturan katılardır. Dışarıdan bakıldığında bu tür cisimlerin düzenli ve simetrik birden fazla yüzü vardır.

“Kristal” kelimesine daha geniş bir kavram kazandıran ilk kişi Kapeller'di. Açı sabitliği anlayışı ve kanunu 1669 yılında Niels Stensen tarafından ortaya atılmış olmasına rağmen.

Modern konsept oluştu Uluslararası Birlik kristalograflar tarafından kullanılır ve ağırlıklı olarak keskin bir kırınım şekline sahip bir cisim olarak yorumlanır.

Kristal kavramı sadece elmas ve belirli bir yapıya sahip diğer mineralleri değil aynı zamanda şekeri, hatta dondurucu suyu da kapsamaktadır.

sınıflandırma

Ne tür kristaller var? İÇİNDE modern dünya tüm kristaller 32 tipe ayrılarak 6 tipte gruplandırılmıştır. Bu tür katılar ayrıca aşağıdakilere ayrılır:

• doğal, yani dünyanın bağırsaklarından elde edilen;
• yapay yani insan eliyle yaratılmıştır (en çarpıcı örnek Swarovski kristalleridir).

Ayrıca gerçek ve ideal kristaller de vardır. İkinci tip kusursuz, kusursuz bir simetriye sahiptir. Gerçek bir kristalin mutlaka bir tür kusuru vardır, yani düzensizlikler ve deformasyonlar gözlenir.

Kristalleri atom ve molekül grupları düzeyinde bölen bir sınıflandırma vardır. İÇİNDE bu durumdaçok yönlü bir şekle sahip olan ve ayrı parçalardan oluşmayan tek kristaller izole edilmiştir. Polikristaller, birbirine kaynaşmış birkaç tek kristaldir.

Başka hangi kristaller var? Değerli ve değersiz yani estetik ve ekonomik kriterlere göre sınıflandırılır.

Elmas

Dünyanın en ünlü ve pahalı kristali. Normal koşullar altında bu mineral sonsuza kadar var olabilir, ancak inert bir gaza veya vakuma konursa grafite dönüşecektir.

Endüstriyel elmas madenciliği tüm kıtalarda gerçekleştirilmektedir. Her ne kadar kökenleri ve yaşları belirlenemese de. Göktaşlarının düşmesi sırasında çarpma metamorfizması sırasında oluşan, dünyaya düşen dünya dışı kökenli mineraller bile bilinmektedir.

Gezegenimizde çıkarılan elmasların büyük çoğunluğu sarı veya kahverengi. Ancak oldukça benzersiz olanları da var - yeşil, leylak rengi ve mavi, hatta siyah. En ünlüsü Porter Rhodes mavisi ve Dresden yeşilidir. En değerli olanları, özellikle yakut kırmızısı, kiraz, mavi ve altın olmak üzere benzersiz bir renge sahip olanlardır.

Doğal ortamda elmaslar her türlü şekilde bulunur: yuvarlak ve ovalden beşgenlere kadar.

En pahalılarından biri, dünyada sadece 50 tane bulunan (mükemmel berraklıkla) kırmızı elmastır. En pahalısı 5,11 karat ağırlığıyla “Kırmızı Kalkan” olarak adlandırılıyor. Adını kristalin şeklinden alıyor; bu yüzyılın başında açık artırmada 8 milyon dolara satıldı.

Akuamarin

Ne tür kristaller buza çok benzer? Bu akuamarin. Mineral bir tür berildir ve adı “deniz suyu” anlamına gelir. Kristallerin şekli, güçlü bir cam parlaklığına sahip uzun sütunlu ve altıgen prizmaları andırıyor. Mineral çok kırılgandır ve kolayca kırılabilir.

Mücevherlerde akuamarin, art deco tarzının modaya girdiği 20. yüzyılın başında popülerlik kazandı. Bu mineralin gezegenin her yerinde yatakları vardır; iri taneli granitlerde bulunan pegmatitlerden çıkarılır.

En büyük mineral 1910'da bulundu, ağırlığı 110,5 kilogramdı.

Ametist

Başka hangi kristal türleri var? Ametist olarak sınıflandırılır yarı değerli taşlar veya renge bağlı olarak dekoratif. Rengi opak ise süs taşıdır; buna göre şeffaf taş kuyumcular tarafından değerlenir.

Mor, kiraz, mavi, kırmızı renklerde gelir. Bu kuvarsın benzersiz özelliği, ışığa bağlı olarak gölgenin değişmesidir. Sedimanter kayaçlarda bulunan bazı ametistler güneş ışığına maruz kaldıklarında solarlar.

Turkuaz

Ne tür kristaller var? Herkes bu mineralin adını biliyor - turkuaz veya mutluluk taşı. Antik çağlardan beri popülerdir.

Formda mineral, kriptokristalin yoğun bir kütle formunda sunulur. Taşta küçük yuvarlak kalıntılar bulunmaktadır. Kesimde kahverengi veya siyah damarlar görülüyor. Mineralin rengi gök mavisinden soluk yeşile kadar değişmektedir.

Zümrüt

Doğada başka hangi kristaller var? Zümrüt - değerli maden Beril grubundan, birinci dereceden değerli taşlara aittir. Büyük (5 karattan itibaren) ve kusursuz zümrütler, elmaslardan daha pahalıdır.

Mineralin rengi sarımsı-yeşilden çimenimsi-yeşilimsiye kadar değişir; temel durum yeşil bir renk tonunun varlığıdır. Güney Afrika ülkelerinde çıkarılan taşlar demir oksit karışımı içeriyor, bu yüzden mavimsi bir renk tonuna sahipler.

Dünyanın en ünlülerinden biri Devonshire Zümrüdü, ağırlığı 304 gramdır. Ve Rusya'da en ünlüsü, ağırlığı 400 gramdan biraz fazla olan "Kokovinsky" zümrütüdür. 1833'te Urallarda çıkarıldı.

Malakit

Listelenenlerin dışında dünyada başka hangi kristaller var? Malakit değerli bir yeşil süs mineralidir. Doğadaki taşların şekilleri çeşitlidir. Mineralin nadir örnekleri belirgin bir kristal forma sahiptir; çok nadiren tek bir yerde büyük miktarlarda bulunur. Rusya'da maden rezervlerinin neredeyse tamamı tükendi. Uzun süre bakır üretmek için malakit cevheri kullanıldı.

Yapay elmas

Kristaller ne renk? Camsı parlaklığa sahip renksiz olanlar bile var ve bu durumda kaya kristalinden bahsediyoruz. Renksiz bir kuvars çeşidi olan saf silikon dioksittir. Mineralin şekli yamuk veya prizmatik olabilir.

Bu grup birkaç çeşidi içerir: kıllı, rauchtopaz, ametist, sitrin ve morion.

Mineral sadece kuyumcular arasında talep görmüyor, aynı zamanda radyo mühendisliğinde de kullanılıyor. Büyük boyutlarda doğal malzeme oldukça pahalıdır. Önemli olan kaya kristalini mağazalarda satılanlarla karıştırmamak. "Kristal" cam eşya yapımında cam parlaklığı elde etmek için cama baryum ve kurşun oksit eklenir.

Krokoit

Hangi kristal formları var? En eşsiz olanı krokoittir. Dışa doğru kurutulmuş safran yapraklarını andırıyor. Kromat sınıfından kırmızı kurşun cevherine aittir.

Mineral, benzersiz bir renge ve şekle sahip olduğundan ve çok nadir olduğundan koleksiyon malzemesi olarak sınıflandırılır;

En nadir kristal türleri

Musgravit. Yaklaşık 50 yıl önce Avustralya'da keşfedildi. Bugüne kadar sadece 14 kopya bulunmuştur. Açık sarı ve yeşilden mor-mora kadar çeşitli renkleri vardır. Bir karat yeşil musgravitin fiyatı 6 bin dolar.

Grandidierit. Mavi veya yeşil renk tonuna sahip çok nadir bir kristal. Taşın eşsiz bir özelliği renk değiştirme yeteneğidir. Bugüne kadar dünyada yalnızca 20 mineral kesildi ve buna göre bu tür ürünlerin fiyatı çok yüksek - 30.000 $/1,8 milyon ruble. 1 karat için.

Tanzanit. Ne tür kristaller var? Bu taşın bir fotoğrafı, mavi elmas şeklinde sunulduğu “Titanik” filminde görülebilir. Mineralin değeri, ışığa bağlı olarak değişen rengindedir; ikincisi, bugüne kadar rezervleri 20 yıl içinde kuruyacak olan Afrika'da yalnızca bir yatak bulunmuştur.

Taaffeit. Çok nadir bir kristal olan karat başına maliyet 500 ila 20.000 dolar (30.000 - 1,2 milyon ruble) arasında değişiyor. Bugün sadece 4 mevduat var: Tanzanya, Sri Lanka ve Rusya'da (Doğu Sibirya ve Karelya). Taşın rengi soluk pembeden lavantaya kadar değişmektedir.

Yapay kristaller

Belki de yapay kökenli en ünlü ve pahalı taşlar Swarovski markası altında satılmaktadır. Bugün şirketin 100 binden fazla ürünle temsil edilen geniş bir ürün yelpazesi var. Bu üreticinin kristalleri sadece kakma değil takı, aynı zamanda gardırop eşyalarını, ayakkabıları ve iç mekanları da dekore edin.

Ne tür Swarovski kristalleri var? Üreticinin çizgisine göre kristallerin çoğu, iç kenarları taşın parlaklığını, parlaklığını ve rengini maksimuma çıkaran koni şeklinde sunuluyor. Şirket en geniş renk paletini sunuyor; neredeyse tüm renkler saf haliyle sunuluyor, bazıları saten veya yanardöner etkiye sahip.

Polarite açısından ikinci sırada Preciosa kristalleri (Çek Cumhuriyeti) bulunmaktadır. Kalite, renk ve şekil bakımından Swarovski'den daha aşağı değiller. En güzel takıları yapıyorlar.

Kore kristalleri önceki ikisinden biraz daha düşüktür, çünkü yalnızca iki yüz mekanik taşlamaya tabi tutulur - alt ve üst, geri kalanı cam döküm işlemi sırasında oluşturulur. Renk paletiçok geniş değil ama ana renkler mevcut.

Piyasada Çin yapımı kristaller de mevcut. Pahalı değiller ama kaliteleri oldukça düşük, ana malzeme çok şeffaf değil.

KRİSTALLER(Yunanca krystallos'tan - kristal; orijinal olarak - buz), üç boyutlu periyodikliğe sahip katılar. atomik (veya moleküler) yapıya sahip ve belirli oluşum koşulları altında doğal olan. düzenli simetrik çokyüzlülerin şekli

KRİSTAL YAPI

Şekildeki kristallerin çeşitliliği çok fazladır. Kristaller olabilir

dört ila birkaç yüz kenar.

Bir kristal, atomlardan veya moleküllerden oluşan düzenli bir üç boyutlu kafestir. Bir kristalin yapısı, atomlarının (veya moleküllerinin) uzaysal düzenlemesidir.

Üç boyutlu kristal yapı, üç koordinat ekseni x, y, z üzerine inşa edilmiş bir kafestir. Bir kristalin birim hücresi, a, b, c öteleme vektörleri üzerine inşa edilmiş bir paralelyüzdür. Böyle bir hücreye ilkel denir. Temel bir hücrenin uzayda tekrarlanmasının bir sonucu olarak, Bravais kafesi adı verilen uzamsal basit bir kafes elde edilir.( Auguste Bravais- Fransız fizikçi kristalografinin kurucularından biri. Kristal yapının geometrik teorisinin temelini attı: uzaysal kafeslerin ana türlerini keşfetti (1848). On dört tip Bravais kafesi vardır. Bu kafesler birim hücre tipi bakımından birbirlerinden farklılık gösterir.

KRİSTALLERİN OLUŞUMU

Kristaller üç şekilde oluşur: eriyikten, çözeltiden ve buhardan. Eriyikten kristalleşme aynı zamanda volkanik kayaların oluşum sürecini de içerir. Magma yer kabuğundaki çatlaklara nüfuz eder ve magma veya lav soğudukça, farklı elementlerin atomları ve iyonları birbirine çekilerek çeşitli minerallerden oluşan kristaller oluşur. Boyutları arttıkça birbirlerinin büyümesini engellerler ve bu nedenle kristaller, erime noktasının altındaki sıcaklıklardaki çözeltilerden nadiren oluşur, dolayısıyla bu tür yöntemlerle büyütülen kristaller, eriyikten büyütülen kristallerin karakteristik kusurlarına sahip değildir. . Çözeltilerden kristalleştirme, çözeltinin sıcaklığı değiştirilerek, çözeltinin bileşimi değiştirilerek ve ayrıca kimyasal reaksiyon sırasında kristalleştirme kullanılarak gerçekleştirilebilir. Buhardan kristal yetiştirme yöntemi, hem masif kristallerin hem de ince (polikristalin veya amorf) kaplamaların, bıyıkların ve plaka benzeri kristallerin yetiştirilmesinde yaygın olarak kullanılır. Malzemeye bağlı olarak spesifik yetiştirme yöntemi seçilir.

Kristal türleri

İdeal ve gerçek kristal ayrılmalıdır.

Mükemmel Kristal

Aslında tam simetriye ve hatta düzgün kenarlara sahip matematiksel bir nesnedir.

Gerçek kristal

Kafesin iç yapısında her zaman çeşitli kusurlar, kenarlarda çarpıklıklar ve düzensizlikler ve deformasyonlar bulunur.

KRİSTALLERİN UYGULANMASI Doğal kristaller her zaman insanların merakını uyandırmıştır. Renkleri, parlaklıkları ve şekilleri insanın güzellik anlayışına dokunmuş, insanlar kendilerini ve evlerini bunlarla süslemişlerdir. Antik çağlardan beri kristallerden muska ve muskalar yapılmıştır. Kristallerden yapılan takılar, Neolitik dönemde olduğu kadar günümüzde de popülerdir. Optik yasalarına dayanarak, bilim adamları taşlama ve cilalama yoluyla lenslerin yapılabileceği şeffaf, renksiz ve hatasız bir mineral arıyorlardı. Renksiz kuvars kristalleri gerekli optik ve mekanik özelliklere sahiptir ve gözlükler de dahil olmak üzere ilk mercekler bunlardan yapılmıştır. Yapay optik camın ortaya çıkışından sonra bile kristallere olan ihtiyaç tamamen ortadan kalkmadı; Ultraviyole ve kızılötesi radyasyonu ileten kuvars, kalsit ve diğer şeffaf maddelerin kristalleri, optik cihazlar için prizma ve lens yapımında hala kullanılmaktadır. Kristaller, 20. yüzyılın birçok teknik yeniliğinde önemli bir rol oynadı. Bazı kristaller deforme olduklarında elektrik yükü üretirler. İlk önemli kullanımları jeneratör imalatıydı.kuvars kristal stabilizasyonlu radyo frekansları. Bir kuvars plakayı radyo frekansı salınım devresinin elektrik alanında titreşmeye zorlayarak, alma veya gönderme frekansını dengelemek mümkündür. Yarı iletken cihazlar, başta silikon ve germanyum olmak üzere kristalli maddelerden yapılır. Kristaller ayrıca bazı lazerlerde mikrodalga dalgalarını yükseltmek için ve lazerlerde ışığı yükseltmek için kullanılır. dalgalar Kristaller radyo alıcılarında ve radyo vericilerinde, pikap kafalarında ve sonarda kullanılır. Bazı kristaller ışık ışınlarını modüle ederken diğerleri uygulanan voltajın etkisi altında ışık üretir. Kristallerin kullanım listesi zaten oldukça uzun ve sürekli büyüyor. Yapay kristaller.İnsanoğlu uzun zamandır doğada bulunan taşlar kadar değerli taşları sentezlemenin hayalini kurmuştur. 20. yüzyıla kadar bu tür girişimler başarısız oldu. Ancak 1902 yılında doğal taş özelliği taşıyan yakut ve safir elde etmek mümkün oldu. Daha sonra 1940'ların sonlarında zümrütler sentezlendi ve 1955'te General Electric ve SSCB Bilimler Akademisi Fizik Enstitüsü yapay elmas üretimini bildirdi. Kristallere yönelik birçok teknolojik ihtiyaç, önceden belirlenmiş kimyasal, fiziksel ve elektriksel özelliklere sahip kristallerin yetiştirilmesine yönelik yöntemler üzerine araştırmaları teşvik etmiştir. Araştırmacıların çabaları boşuna değildi ve birçoğunun doğal benzeri olmayan yüzlerce maddeden oluşan büyük kristallerin büyütülmesine yönelik yöntemler bulundu. Laboratuvarda kristaller, istenen özelliklerin sağlanması için dikkatlice kontrol edilen koşullar altında büyütülür, ancak prensip olarak laboratuvar kristalleri doğada olduğu gibi bir çözeltiden, eriyikten veya buhardan oluşturulur.