Минералогия - Бетехтин А.Г.
Скачать (прямая ссылка):
Как условно показано на фиг. 65, при относительно небольшом числе возникающих центров кристаллизации в результате образуются явно
1 Следует напомнить, что если переохлаждение жидкости как в лабораторных, так и природных условиях представляет обычное явление, то, наоборот, перегрев кристаллического вещества получить очень трудно. То же относится к пересыщению и сохранению твердой растворимой фазы в разбавленных растворах.
кристаллически-зернистые агрегаты (/), при более сильном пересыщении или переохлаждении — скрытокристаллические агрегаты (//), н, наконец, при очень резком переохлаждении или пересыщении — коллоидные или аморфные массы (///).
в г
Фиг. 64. Схема кристаллизации гомогенной жидкости
Момент зарождения кристаллов в жидкости, по экспериментальным данным, зависит от разных причин: от химической природы вещества,
Фиг. 65. Зависимость числа центров кри- Фиг. 66. Влияние числа центров кристал-
сталлизации (ч. ц. кр.) от степени пере- лизации на структуру агрегата
охлаждения или пересыщения . „
ґ А—крупнозернистый агрегат; Б—мелкозернистый
Т— температура; К—концентрация агрегат
от примесей, ускоряющих или задерживающих появление кристаллических зародышей, от механических сил (сотрясения раствора, трения о стенки сосуда), иногда от действия звука, света и т. д.
Около растущих в свободной среде кристаллов, как показывают опыты, возникают концентрационные потоки: пересыщенный раствор
в области соприкосновения с кристаллом отдает ему избыток растворенного вещества, становится легче и поднимается кверху, уступая место новым порциям пересыщенного раствора. Скорость роста кристаллов тем больше, чем сильнее пересыщен раствор.
Если условия роста для каждой грани растущего кристалла остаются постоянными с момента зарождения, то форма кристаллов по мере их роста не меняется; увеличиваются только размеры их. Однако скорость прироста различных граней кристалла в единицу времени часто бывает не одинакова, что в результате приводит к уменьшению
числа граней. Установлено^ также, что на форму кристаллов оказывают значительное влияние растворенные примеси других веществ. Так, например, хлористый натр обычно кристаллизуется в форме кубов, но из растворов, содержащих, кроме NaCl, также CaCl2 и MgSO4, выделяется в виде октаэдров. При быстром росте кристаллов образуются неправильные формы. Главным образом это наблюдается в тех случаях, когда по тем или иным причинам нарушается равномерный приток питающего раствора (например в средах с увеличившейся вязкостью в коллоидальных растворах и др.). В этих случаях наибольшее питание приобретают вершины и ребра растущих кристаллов, т. е. участки кристаллических решеток, наименее насыщенные валентностью. Это приводит иногда к искривлению граней с образованием воронкообразных углублений, а нередко к последовательному нарастанию кристалликов друг на друга (главным образом по вершинам). В результате образуются так называемые кристалллические скелеты или дендриты с определенным расположением ветвей в пространстве. Часто на концах таких ветвей наблюдаются утолщения и образование более крупных и более правильных кристаллических индивидов. Объясняется это, вероятно, тем, что во время кристаллизации вещества пересыщение раствора в прилегающих участках падает и наступают более нормальные условия для роста кристаллов. Следует заметить, что кристаллы могут расти не только в жидких средах, т. е. за счет диффундирующих к кристаллу ионов в пересыщенных растворах, но также и в воздушной или газообразной среде при условии питания насыщенным раствором по капиллярным каналам. Об этом убедительно свидетельствует следующий опыт. Если в стакан с насыщенным раствором поваренной соли опустить хорошо смачивающуюся раствором хлопчатобумажную нить (фиг. 67), то через некоторое время в условиях воздушной среды на нити образуется кристаллический агрегат за счет раствора, подымающегося под влиянием
Фиг. 67. Кристаллические образования NaCl, возникшие в воздушной среде ¦ на нитке, опущенной в насыщенный раствор. В качестве груза на нитке подвешен обломок стеклянной палочки. По О. П. Оглоблиной
капиллярных сил вверх. В воздушной среде этот раствор за счет испарения воды подвергается сильному пересыщению, что и обусловливает кристаллизацию растворенного в нем вещества.
Нет никакого сомнения в том, что при медленном испарении растворителя таким путем могут возникнуть и хорошо образованные кристаллы. Многим, вероятно, известны также случаи роста из влажной почвы игл льда, наблюдаемых после ясных морозных ночей. Подобные же иглы вырастают в результате медленного высыхания влажных порошков легко растворимых в воде солей, например хлористого кальция. Весьма возможно, что встречающиеся в пустотах длинноиголь-чатые кристаллы многих минералов возникли этим путем.
Наконец, образование кристаллов может происходить в газообразной среде и без питания жидким раствором, т. е. в случаях перехода из парообразного состояния сразу в твердое при соответствующих температурах и давлениях (см. фиг. 5 и 7 на стр. 35 и 37). Примером может служить образование снежинок в воздухе в виде звездчатых кристаллов или различных минералов как продуктов возгона в районах вулканической деятельности.
