Почему же не все кристаллы вырастают многогранными?

К оглавлению
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 
17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 
34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 
51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 
68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 
85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 
102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 
119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 
136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 
153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 
170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 
187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 
204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 
221 222 223 224 

В глубинах Земли находится магма, т. е. сложный раствор-расплав множества раз­личных веществ, из которого при остывании образуются разные минералы с разным кри­сталлическим строением. Почему из однородной магмы получаются разные минералы? Потому, что каждое кристаллическое вещество засты­вает или плавится только при строго опреде­ленной температуре. Вы знаете, конечно, что вода (при нормальном давлении) замерзает при 0°. Если понижается температура, то точно при 0° вода начнет замерзать, превра­щаться в кристаллы льда. Пока вся вода не замерзнет, температура ее не будет понижаться дальше. Если, наоборот, нагревать кристалл льда до 0°, он останется неизменным. Как только температура достигнет 0°, кристалл сразу начнет таять. Сколько бы мы ни грели дальше, температура льда не будет повышаться, пока весь лед не растает. Лишь когда весь кристалл, растаяв, превратится в воду (иначе говоря, пока не распадется строй всех частиц), температура воды может начать повышаться.

Любое кристаллическое вещество плавится и кристаллизуется при строго определенной температуре плавления: железо — при 1530°,

олово — при 232°, кварц — при 1713°, ртуть— при минус 38°.

У некристаллических твердых тел нет по­стоянной температуры плавления (а значит, и температуры кристаллизации), при нагре­вании они постепенно размягчаются.

Когда в глубинах Земли магма застывает медленно, химические вещества, из которых она состоит, затвердевают не все сразу, а по­очередно, потому что температура их кри­сталлизации различна. Сначала кристалли­зуются те, у которых температура кристалли­зации повыше, потом следующие, и так посте­пенно магма, застывая, распадается на разно­родные, почти всегда кристаллические мине­ралы.

Если этим минералам ничто не мешает при росте, то они вырастают в виде правильных многогранников. Но если много кристаллов растет вместе, то, увеличиваясь, они начинают теснить друг друга. Если кристалл столкнулся с соседним кристаллом, то дальше в эту сто­рону он уже расти не может. В результате кристалл вырастает в одни стороны больше, чем в другие; так получаются не многогран­ники, а бесформенные зерна. Отдельные кри­сталлики бывают хорошо видны в микроскоп или даже простым глазом, но правильных многогранников среди них мало, а чаще и совсем нет.

Интересно, что одно и то же вещество может встречаться и в кристаллическом и в некри­сталлическом виде.

Расплавим какое-нибудь вещество, ну, ска­жем, сахар. Что произойдет, когда этот рас­плавленный сахар будет остывать и затверде­вать? Оказывается, что если расплав застывает медленно, спокойно, то он затвердевает в виде кристаллов. Так образуются те мелкие кри­сталлики сахара, из которых состоит сахар­ный песок или кусковой сахар. Если же осты­вание происходит очень быстро, например, если вылить расплавленный сахар в холодную воду или на очень холодное блюдце, то обра­зуется сахарный леденец, некристаллический сахар.

Легко понять, почему это так происходит. Представьте себе, что нужно построить пра­вильными рядами беспорядочную толпу быстро двигающихся людей. Это легко сделать, если дать людям время и возможность разойтись на определенные расстояния, выровнять ряды. Если же сразу крикнуть «Стой!», то, конечно, никакого порядка не получится. То же про­исходит и при застывании расплава. В жидком расплаве частицы движутся совершенно беспо­рядочно. Если расплав застывает медленно, они постепенно собираются в ряды, в ровный строй: образуются кристаллы. Если же засты­вание происходит очень быстро, то частицы не успевают построиться правильными рядами и расплав затвердевает некристаллическим. Так, например, образуется обычное стекло.

Любопытно, что с течением времени некри­сталлическое вещество может «переродиться», или, точнее говоря, закристаллизоваться. Пусть леденец полежит спокойно месяца два-три. Он покроется рыхлой корочкой. Посмо­трите на нее в лупу: это мелкие кристаллики сахара. В некристаллическом сахаре начался рост кристаллов. Подождите еще несколько месяцев — и уже не только корочка, но и весь леденец закристаллизуется.

С течением времени все некристаллические вещества перерождаются в кристаллические, частицы в них собираются в правильные ряды. Только срок для разных веществ различен: для сахара это несколько месяцев, а для камня — миллионы лет. Даже наше обыкно­венное оконное стекло может закристаллизо­ваться. Очень старое стекло становится иногда совершенно мутным, потому что в нем обра­зуется масса мелких непрозрачных кристаллов. На стекольных заводах иногда в печи обра­зуется «козел», т. е. глыба кристаллического стекла. Это кристаллическое стекло очень прочное. Легче разрушить печь, чем выбить из нее упрямого «козла». Исследовав кристал­лическое стекло и расположение атомов в нем, ученые стали создавать новый очень прочный материал из стекла: кристаллическое стекло, или «ситалл».