Кристалды өсіру

Кіріспе

Кристалдар ертеден өзінің әсемдігімен, дұрыс пішінімен, жұмбақтығымен адамдардың назарын өзіне аударған. Мені де осы қасиеттері қызықтырды.

Өзімнің зерттеу жұмысымда мен келесі мақсаттарды алдыма қойдым:
1 Кристалдарды « кім» екенін білуге
2 Ас тұзы мен мыс купоросының кристалдарын өсіру.

Алға қойған мақсаттарға жету үшін, келесі негізгі міндеттері анықталды:
1 Жұмысымды жоспарлау
2 Кристалдар туралы ақпараттар табу
3 Тәжірибе жүргізу
4 Жұмысымда талдау жасау
5 Жұмысымды мультимедиялық презентация түрінде безендіру
Зерттеу жұмысымның алдында мынадай проблема туындады:
Үй жағдайында кристалдар өсіруге бола ма және оларды қайда қолдануға болады?

Зерттеу тәсілдері: теориялық зерттеу, бақылау, эксперимент, қорытынды.

3
2 Негізгі бөлім
2. 1 «Кристалл» деген сөз қалай пайда болды?
Кристалл(грек сөзінен) алғашқыда мұз, соңында - тау хрусталі (кристалл) қатты денелер, онда атомдар белгілі заңдылықпен орналасып, кристалл торларын түзеді. Кристалдардың өсу нәтижесінде, олардың бетіне өздігінен тегіс қырлар пайда болады да, кристалдар әртүрлі геометриялық пішіндерге ие болады. «Кристалл»сөзінің пайда болуы да қызық (ол сөз барлық еуропалық тілдерде бірдей айтылады ). Көптеген ғасырлар бұрын Альпі тауларының мәңгі қарларында, қазіргі Швейцария мемлекетінің территориясында, таза мұзға ұқсас, өте әдемі, әсем, түссіз кристалдар табылған. Ежелгі натуралистер оларды солай атаған -«кристаллос» мұз; бұл сөз грекше «криос» суық,, аяз деген мағына білдіреді. Мұзды көп уақыт тауда, қатты суықта тас болады да еру қабілетінен айрылады деп есептеді. Антикалық мәртебелі философтардың бірі Аристотель былай деп жазған, «кристаллос жылуынан толық айрылған судан пайда болады». Кристалл барлық жерлерде кездеседі, біз олардың үстінен жүреміз, құрылыста пайдаланамыз, зертханада және заводтық құрылғыларда оларды өсіреміз, кристалдардан құрал - жабдықтар мен өнімдер жасаймыз, техника мен ғылымда оларды кеңінен қолданамыз, ас тұзының - кристалдарын тірі ағзалардан табамыз, кристалдардан жасалған құралдарды қолданып, ғарыштық кеңістікке шығамыз.
2. 2 Кристалдар мен минералдардың түрлері
Кристалдардың ішінде маңызды орын алатын бағалы тастар, олар ерте заманнан адамдардың назарын өзіне аударып келеді. Адамдар көптеген бағалы тастарды жасанды жолмен алуды үйренді. Мысалы, сағаттың подшипниктері және басқа тура құралдар ертеден жасанды гауһарлардан жасалады.
Гауһар - түссіз, ашық - қызыл, қою - қызыл немесе күлгін - қызыл түсті. Оның түсі хром қоспаларымен анықталады. (косымша1)
Изумруд – алюминий мен берилийдің бериллосиликаттарының түр өзгерісі. Жасыл түсінің болуы изумруд хром иондарына байланысты, олар кристалл торда алюминий иондарының бір бөлігінің орнын басады.
Аметист – түссіз және жартылай түссіз кварцтың күлгін түсті түр өзгерісі; әр түрлі қою және ашық түсте болады, түссіз сұр - күлгін түстен
4

көгілдір - күлгін, қызғылт - күлгінге дейін, қою - күлгін түстен қара түске
дейін, жеке кристалдар түрінде немесе бірнеше кристалдардың өсіндісі түрінде кездеседі; түстері темір қоспаларына байланысты.

2. 3 Неге кристалдар сондай әртүрлі?

Кристалдар құрылысына байланысты иондық, коваленттік, молекулалық және металдық болып жіктеледі. Және де идеалды және нақты кристалл деп бөлуге болады.
Идеалды кристалл – бұл математикалық объект, толық, өзіне тән симметриялық қасиеті, тегіс қырлары болады. Нақты кристалл әр түрлі дефектілері, қисық, кедір - бұдырлы қырлы болатын объект. Бұл спецификалық орта жағдайында өсу нәтижесінен, қоректену ортасының әрекеті болуымен түсіндіріледі.
Бұл кристалда кристаллографиялық қырлар және дұрыс пішіндер болмайды, бірақ басты қасиет – кристал торында атомдардың орналасу заңдылығы сақталады.
2. 4 Кристалдарды зерттейтін ғылымдар.
Кристаллография – идеалды кристалдарды симметрия заңдары тұрғысынан зерттейді және нақты кристалдармен салыстырады.
Құрылыстық кристаллография – кристалдардың ішкі құрылыстарын анықтаумен және кристалл торларының жіктелуін зерттеумен айналысады.
Кристалдық оптика – кристалдардын оптикалық қасиеттерін зерттейді.
Кристаллохимия – әртүрлі заттардан және әртүрлі ортада кристалдардың түзілуі заңдылықтарын зерттейді.
2. 5 Кристалдарды өсірудің әдістері
Қаныққан ерітінділерін біртіндеп салқындату жолымен кристалдарды өсіру әдісі, ерігіштіктері температураға тәуелсіз заттарға қолдануға болмайды.
Кристалдады алудың келесі әдісі, қаныққан ерітіндіден суды біртіндеп кетуі. «Артық»зат бұл жағдайда кристалданады. Үшінші әдіс - сұйық заттарды баяу салқындату арқылы, балқыған заттардан кристалдарды өсіру. Барлық әдістерді қолданғанда, ең жақсы нәтижелер ерітіндіге немесе балқымаға бастапқы өнім ретінде - дұрыс пішінді кішкене кристалл салғанда шығады.
5
2. 6 Қолданылуы
Кристалдар ғылым мен техника кеңінен қолданылады жартылай өткізгіштер, оптикалы құралдарға арналған призмалар мен линзалар зергерлік өндірісте, қатты денелі лазерлер, оптикалық және электрооптикалық кристалдар, ферромагнетиктер және ферриттер, жоғары сапалы металлдардың монокристалдары.
2. 7 Тәжірибелік бөлімі
Барлық үйде тіршілік үшін маңызды тағам бар, ол - қадімгі ас тұзы. Біз оған үйреніп кеттік. Кәдімгі жағдайда ол қатты зат, бірақ тұтас емес, кішкене кристалдардан жиналған зат. Суда тұз жақсы ериді.

Кристалдардың өсінділерін өсіру.
Құрал - жабдықтар: Мыс купоросы, шыны ыдыс, тұз, су, таразы, өлшеуіш цилиндр.(косымша2)
Жұмыстың барысы:
Қажет құрал - жабдықтарды дайындадым: су құйылған ыдыс(банка), тұз, мыс купоросы, қасық. Су құйылған ыдысқа тұз бен мыс купоросын сеуіп салдым және жақсылап араластырып, ерітіндіні өте қаныққан күйге келтірдім (ол ерітіндіде тұздарды ары қарай еріту мүмкін болмайтындай етіп). Содан кейін ерітіндіні сүзіп, оған ыдыстың қабырғалары мен түбіне тимейтіндей етіп жіп салдым. Әрі қарай жіп салынған ыдысты салқындатуға қойдым, бірнеше сағаттан кейін жіпке жабысқан кристалл түйінділерін көрдім.(косымша3) Екі күн кристаллдардың өсуіне уақыт бердім, содан кейін кристалл өсінділері жабысқан жіпті алып, ерітінді құйылған ыдысты қайнағанша қыздырдым, яғни ыдыстың түбінде қалған тұз тұнбасын ерітуге тырыстым(тағы да ыдысқа тұз салдым ).
Сонан соң кристалдар жабысқан жіпті ыдысқа қайтадан салдым. Солай мен екі айдың ішінде бірінші кристалды өсірдім.(косымша3)

Жеке кристалды өсіру

Жұмыстың барысы:
Тұз бен мыс купоросының қаныққан ерітіндісіне жіпті салдым. Бір күннен кейін жіпте кристалл өсінділері пайда болды. Ерітіндіден кристалл өсінділері жабысқан жіпті - алып, ең тегіс және ірілеу деген кристалл түйіршігін сындырып бөліп алдым. Кристалл түйіршігін басқа жіпке байлап, ыдыстың
6
тура ортасына тұратындай етіп ерітіндіге батырдым. Әлсіз суытылған ерітіндіден кристалдар көпжақты пішінде өсті. Температураның төмендеуіне байланысты әртүрлі қырлары үшін өсу жылдамдығы артқан сайын кристалдың сыртқы келбеті өзгереді.(косымша4 - 6)
3 Қорытынды:
Зерттеу жұмысымның барысында тәжірибелер мен бақылаулар жүргізілді Жұмысқа мақсат қойылып, ол мақсатыма жеттім. Кристалды өсіріп, танып білдім. Кристалл күңгірттеу болып шықты, себебі: кристалға ашық ауада жарықта жиі жанасқан сайын күңгірттенеді, яғни, кристалл желдетілгенде оның құрамына кіретін су молекуласының құрылымы өзгереді, басқа атомдар байланысады.
Мынадай қорытындыға келдім:
1 Қаныққан ерітіндіні дұрыс дайындау керек
2 Заттардың ерігіштігі температураға, өсіру жағдайына тәуелді.
3 Ерігеннен кейін кристалл өзінің қасиетін жоғалтпайды(тұз тұзды күйінде қалады.)
4 Өскен үлкен көлемді поликристалл бір - біріне ұқсайтын кіші монокристалдардан тұрады.
5 Үй жағдайында әшекей бұйымдары ретінде, сувенир жасауға қолданылатын әдемі кристалл өсіруге болады.
6 Ең бастысы физиканың қорқынышты емес екенін, физиканың қызықты екенін түсіндім.
Біз кристалдардың басқа материалдардан өсіру жолдарын қарастырған жоқпыз. Мысалы: хромдыкалийлі ашудастан. Сонымен қатар кристалл түрлерінің физикалық қасиеттеріне тәуелділігін қарастырғым келеді.
7
Қолданылған әдебиеттін тізімі:
[1] Физика в школе №6 2001
[2] Банн Г. А. Кристаллы - Москва
[3] Шаскольская М. И. Кристаллы
[4] www. google. ru Выращивание кристаллов в домашних условиях