生长晶体

研究问题:

• 水晶是什么?水晶和玻璃的区别是什么?玻璃中的分子会形成独特的图案吗?那么晶体中的分子呢?
• 分子形成的必要条件是什么?有没有什么东西可以让晶体更快地形成?温度会影响晶体形成的速度吗?
• 一旦晶体形成，是什么使晶体继续生长?晶体是由内而外生长还是由外而内生长?

长久以来，人们一直对水晶着迷。认识到它们的美丽，我们可能会把它们作为装饰品，为我们的孩子购买水晶种植工具。有些人甚至认为某些类型的晶体与特定的精神状态有关。然而，一些最好的水晶是在没有使用商店购买的工具包的情况下生长的。

晶体中的分子与其他物质中的分子不同，因为它们以一种可识别的、重复的模式排列。这与玻璃非常不同，因为固体玻璃中的分子具有与玻璃处于液体状态时相同的随机模式。当晶体从过饱和溶液中出现时，就会发生这种规律的排列。超饱和溶液是指含有比液体所能容纳的更多的溶解结晶固体分子的溶液。因为在热水中溶解的物质比在冷水中溶解的物质多，所以在热水中溶解物质就会达到过饱和状态。随着溶液冷却，它所含的溶解物质就会减少。当它冷却时，就会形成晶体。只要有液体存在，它们就会继续生长。一种特殊类型的晶体的特征形状称为它的形状习惯．

材料:

• 实验书和铅笔(所有实验)
• 水(所有实验)
• 汤匙(所有实验)
• 小玻璃碗(全部实验)
• 温度计(所有实验)
• 量杯(所有实验)
• 煤球(实验#1)
• 盐(实验1)
• 氨(实验1)
• 水(实验一)
• 发蓝(实验#1)——斯图尔特太太的最好
• 食用色素或彩色墨水(实验#1)
• 明矾、硼砂、碳酸氢钠、铬酸钾、重铬酸钾、硫酸亚铁、氯化铵(实验#2，可选)
• 清洁有螺丝盖的罐子(小瓶)
• 小碟子或蛋奶盘(所有实验)
• 尼龙丝钓鱼线。(实验2)

实验过程:

实验# 1

1. 在碗底放两到三个煤球。
2. 将以下物质混合并搅拌均匀:1 / 4杯水1 / 4杯蓝剂1 / 4杯食盐1汤匙氨
3. 如果你想制作彩色晶体，在蜂窝煤的不同位置滴上几滴食用色素或彩色墨水。
4. 小心地将步骤2中配制的溶液倒在蜂窝煤上。
5. 把盘子放在不会被打扰的地方。每天检查盘子两次。记录下盘子所在的空气温度，以及你检查盘子时看到的情况。继续每天观察两次，直到液体蒸发(通常少于一周)。

实验2号

1. 烧开一加仑水。
2. 小心不要烫伤自己，量一杯水，把它放在一个小罐子里。
3. 加入适量的以下任一种化学物质:明矾、硼砂、碳酸氢钠、铬酸钾、重铬酸钾、硫酸亚铁或氯化铵。每次加入后，搅拌直至化学物质溶解。继续添加化学物质，直到不再溶解为止。
4. 倒入大约1 / 4杯你在步骤3中制作的过饱和溶液到一个小碟子或蛋奶盘中，并放在一边。盖上装有溶液的罐子。您将在第6步中再次使用此解决方案。
5. 每天两次检查碟子或蛋奶盘是否有晶体。当你看到一个完全规则的单晶形状时，用镊子或牙签取出晶体。非常小心地将尼龙钓鱼线的一端系在水晶上。如果你做一个松散的滑动结，你可以在水晶上绕圈，轻轻地拧紧它。
6. 把钓鱼线的末端系在铅笔中间，将水晶悬浮在你在步骤2中准备的原液中。通过沐浴单个晶体，它可以自由生长。把盖子打开，但把盘子放在一个灰尘不会落到罐子里的地方。
7. 继续在碟子和超饱和溶液中观察晶体。记录下你的观察，包括空气的温度。

术语和概念:晶体;—过饱和;多晶的质量;分子模式;水晶的习惯;晶种;晶体生长

引用:

• 砂光机、丽诺尔的Curiou水晶世界;普伦蒂斯·霍尔(1965)
• 如何种植优质晶体http://chemistry.about.com/cs/growingcrystals/a/aa012604.htm
• 如何种植一个大明矾晶体http://chemistry.about.com/cs/howtos/ht/alumcrystal.htm