Выращивание кристаллов в домашних условиях МОУ Лицей

Выращивание кристаллов в домашних условиях. МОУ Лицей № 60 Ученицы 8 «Б» класса Бозина Дарья Мартынюк Екатерина Сапарбаева Элина

Цель: освоить технологию выращивания кристаллов в домашних условиях. Задачи: Ш Изучить строение кристаллов ; Ш Виды кристаллов ; Ш Физические свойства кристаллов; Ш Изучить сферы применения кристаллов в науке и технике; Ш Изучить способы выращивания кристаллов в домашних условиях; Ш Используя один из способов выращивания кристаллов в домашних условиях, вырастить кристаллы сахара, поваренной соли, медного купороса.

Содержание работы: 1 часть. Теоретическая. 1. 1. Строение кристаллов; 1. 2. Виды кристаллов; 1. 3. Физические свойства кристаллов; 1. 4. Сферы применения кристаллов в науке и технике; 1. 5. Способы выращивания кристаллов в домашних условиях. 2 часть. Экспериментальная. 2. 1. Выращивание кристалла поваренной соли. 2. 2. Выращивание кристаллов сахара. 2. 3. Выращивание кристалла медного купороса. Выводы. Список литературы.

Что такое кристалл? Кристаллы – это твердые тела, атомы и молекулы которых занимают упорядоченные положения в пространстве.

«…КРИСТАЛЛЫ БЛЕЩУТ СИММЕТРИЕЙ…» Е. С. Федоров В природе существует только 230 различных кристаллических решеток. Кристаллы могут иметь форму различны призм и пирамид, в основании которых могут лежать только правильный треугольник, квадрат, параллелограмм и шестиугольник. Форма кристалла – правильные многогранники, с постоянными углами между плоскими гранями для каждого вещества.

В кристаллических телах молекулы, атомы или ионы расположены в определенном порядке, образуя пространственную структуру – кристаллическую решетку. В зависимости от расположения атомов или ионов в кристаллической решётке наблюдаются разные формы кристаллов.

Примеры простых кристаллических решёток: 1 – простая кубическая; 2 – гранецентрированная кубическая; 3 – объёмно-центрированная кубическая; 4 – гексагональная

Виды кристаллических решеток. ионная металлическая молекулярная атомная В зависимости от того, какие частицы лежат в узлах кристаллической решетки, принято различать четыре вида кристаллических решёток: решёток молекулярные, атомные, ионные, металлические.

СВОЙСТВА ПОЛИКРИСТАЛЛОВ Большинство твёрдых тел имеют поликристаллическую структуру. Поликристаллы состоят из множества хаотически расположенных маленьких кристаллов, и анизотропией свойств они не обладают. Изотропия – одинаковые физические свойства по всем направлениям.

КРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ ТЕЛА 1. Монокристаллы ( «моно» - один) одиночные кристаллы: кварц, алмаз, рубин, сапфир, изумруд… кварц ограненные изумруды 2. Поликристаллы ( «поли» - много) много сросшихся кристаллов: металлы и их сплавы, сахар… сахар мед ь

СВОЙСТВА МОНОКРИСТАЛЛОВ Зависимость физических свойств кристаллов от направления, в котором эти свойства определяются, называют анизотропией. Анизотропия объясняется тем, что при упорядоченном расположении атомов, молекул или ионов силы межмолекулярного взаимодействия между ними и межатомные расстояния оказываются неодинаковыми по различным направлениям.

Анизотропия монокристаллов. Анизотропия прочности, Анизотропия теплового например, слюда легко расширения расслаивается только в одном направлении Анизотропия теплопроводности Анизотропия оптическую ДВОЙНОЕ ЛУЧЕПРЕЛОМЛЕНИЕ СВЕТА КРИСТАЛЛАМИ ИСЛАНДСКОГО ШПАТА - луч света при прохождении сквозь кристалл расщепляется на два луча. Анизотропия электропроводности

ОПТИЧЕСКАЯ АНИЗОТРОПИЯ

Плавление кристаллов. Нагревание, плавление льда и дальнейшее нагревание воды, а также охлаждение воды и её кристаллизация. to C tпл=const 0 t, мин

Образование различных структур одинаковыми атомами. Сугле род

Свойства алмаза и графита: • Высокая твердость, драгоценный камень. • Не проводит электричество. • Сгорает в струе кислорода. • Мягкий минерал. • Проводил электричество. • Из него делают огнеупорную глину.

Причина различия свойств алмаза и графита в строении их кристаллических решёток. Алмаз - плотная упаковка атомов углерода. Графит - слоистая структура решётки.

Кристаллы и кристаллические материалы находят применение во многих приборах и устройствах, с которыми мы сталкиваемся каждый день. Кристаллы используются: В компьютерах и мобильных телефонах, Аудио- и видеотехнике. Без кристаллов не могут работать многие сложные современные устройства для обработки, передачи и хранения информации, ь Кристаллы применяются для трансформации одного вида энергии в другой ь Кристаллы нужны для создания когерентных источников света и управления лазерным излучением ь Великолепие кристаллов издревле вдохновляет людей на создание красивейших ювелирных украшений и декоративных изделий. ь Кристаллы необходимы для обработки поверхностей. В нашей работе подробно описаны сферы применения кристаллов. ь ь ь Потребность в кристаллах в мире очень высока Десятки тысяч тонн разнообразных кристаллов выращиваются ежегодно, и специалисты по росту и исследованию кристаллов постоянно востребованы как у нас в стране, так и за рубежом. Работы по созданию технологий кристаллических материалов входят в Перечень Приоритетных направлений развития науки, технологий и техники Российской Федерации, утвержденный Президентом РФ. Вот и мы, постарались освоить одну из технологий выращивания кристаллов в домашних условиях

Процесс выращивание кристаллов в домашних условиях

Этап 1 Растворить соль, из которой будет расти кристалл, в подогретой воде (подогреть нужно для того, чтобы соль растворилось немного больше, чем может раствориться при комнатной температуре). Растворять соль до тех пор, пока будете уверены, что соль уже больше не растворяется (раствор насыщен!)

Этап 2 Насыщенный раствор перелить в другую емкость, где можно производить выращивание кристаллов (с учётом того, что он будет увеличиваться). На этом этапе следите, чтобы раствор не особо остывал.

Этап 3 Привяжите на нитку кристаллик соли, нитку привяжите, например, к спичке и положите спичку на края стакана (ёмкости), где налит насыщенный раствор. Кристаллик опустите в насыщенный раствор.

Этап 4 Перенесите ёмкость с насыщенным раствором и кристалликом в место, где нет сквозняков, вибрации и сильного света (выращивание кристаллов требует соблюдение этих условий).

Этап 5 Накройте чемнибудь сверху ёмкость с кристалликом (например, бумагой) от попадания пыли и мусора. Оставьте раствор на пару дней.

Вывод Мы предположили, что кристаллы соли могут появляться при создании определенных условий; значит, если изменять условия кристаллизации и растворять различные вещества, то можно получать кристаллы разной формы и цвета.

Особенности выращивания кристаллов медного купороса: Медный купорос- - химически активная соль! Поэтому для удачности опыта в этом случае воду нужно взять дистиллированную, т. е. не содержащую других растворённых в ней солей. Из под крана воду тоже лучше не брать, так как она во-первых содержит растворённые соли, во-вторых может быть сильно хлорированной. Примеси (особенно карбонаты в жёсткой вроде) вступают в химические реакции с медным купоросом, из-за чего раствор сильно портится

Важно помнить! 1. кристаллик нельзя при росте без особой причины вынимать из раствора 2. не допускать попадание мусора в насыщенные раствор, наиболее предпочтительно использовать дистиллированную воду 3. следить за уровнем насыщенного раствора, периодически (раз в неделю или две) обновлять при испарении раствор.

Список литературы: • Учебник «Физика-10» : Под ред. А. А. Пинского. – М: Просвещение, 2001. • Физическая энциклопедия, т. 3: Под ред. А. М. Прохорова. – М: Советская энциклопедия, 1990. • Ферсман А. Е. Занимательная минералогия. 1954 г. издания. Свердловское книжное издательство. • http: //www. energieportal. nl/index 2. php? option= схема светодиода http: //wkp. fresheye. com/wikipedia/%E 3%83%AC%E 3%. . . -лазер --http: //www. hazemsakeek. com/Physics_Lectures/Las. . -рубин в лазере • rf. atnn. ru-галерея фоторезисторов и схема • Учебник «Физика-10» : Под ред. А. А. Пинского. – М: Просвещение, 2001. • Физическая энциклопедия, т. 3: Под ред. А. М. Прохорова. – М: Советская энциклопедия, 1990. • Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов //[Электронный ресурс]// http: //schoolcollection. edu. ru/catalog/res/84 cb 4 bdb-a 930 -4333 -bf 0 e-bf 4 a 6 f 73 b 640