Кристаллы, их свойства, получение, применение в природе и жизни человека

1. Кристаллы, их свойства, получение, применение в природе и жизни человека

Презентацию подготовила ученица 9 «А» класса
МАОУ Лицей №1 Ежова Екатерина

2. Актуальность

При выборе темы проекта мною руководило
желание сделать своими руками что-то
красивое и полезное. Посещая магазины, я
видела в ювелирных отделах разнообразные
украшения, изготовленные с использованием
кристаллов. Но такие украшения очень
дороги.
Мне
захотелось
попробовать
изготовить кристалл самостоятельно. Я
заинтересовалась
опытом
выращивания
кристаллов и решила более подробно узнать
об их строении, свойствах и применении в
современном мире.

3. Цели и задачи

Цель работы: изучение процесса роста кристаллов в природе
и в домашних условиях; выращивание кристаллов медного
купороса, исследование области применения кристаллов.
Задачи:
1) познакомиться с представлениями ученых о твердых
кристаллах;
2) изучить физические свойства и классификацию кристаллов;
3) выяснить промышленные и лабораторные способы
выращивания кристаллов и выбрать способ, приемлемый для
выращивания кристаллов в домашних условиях;
4) рассмотреть области применения кристаллов;
Объект исследования: кристалл.
Предмет исследования: процесс кристаллизации.
Методы: изучение
наблюдение.
литературы;
проведение
экспериментов;

4. Понятие кристалла. Наука, изучающая кристаллы

Кристаллы — твёрдые вещества, имеющие естественную
внешнюю форму правильных симметричных многогранников,
основанную на их внутренней структуре.
Наука, занимающаяся изучением кристаллов и их свойств,
называется кристаллографией.

5. Форма кристаллов

Форма кристаллов разнообразна – не зря их
называют «цветами мира камней».
Все известные в мире кристаллы могут быть
разделены на 32 вида, которые в свою
очередь могут быть сгруппированы в 6
видов(каменная соль, алмаз, рубин, алмаз,
сапфир, изумруд, сахар).
Кристаллы могут иметь форму различных
призм, основанием которых могут быть
правильный
треугольник,
квадрат,
параллелограмм и шестиугольник. Форма
кристалла прежде всего зависит от его
внутреннего строения. Но на формирование
кристаллического тела накладывает свой
отпечаток и питающая его среда.

6. Виды и типы кристаллов

Идеальные кристаллы
Реальные кристаллы
Ионные кристаллы
Кристаллы с ковалентной связью
Металлы
Молекулярные кристаллы
Кристаллы с водородными связями

7. Свойства кристаллов

Кристаллам ряда химических элементов и их соединений
присущи замечательные механические, электрические,
магнитные и оптические свойства.
Твёрдость камня - это сопротивление, которое оказывает
его поверхность при попытке поцарапать ее другим
камнем или иным предметом; твердость представляет
собой меру связности атомной структуры вещества.
Твёрдость одного и того же камня может быть различной в
разных направлениях.
Измерение твердости методом Бринелля
Измерение твердости методом Роквелла
Измерение твердости методом Виккерса

8. Размеры кристаллов

Кристаллы могут иметь разные размеры. Некоторые минералы
образуют кристаллы, которые разглядеть можно только с
помощью микроскопа. Другие же образуют кристаллы, вес
которых составляет несколько сотен фунтов.
Кристаллы слюды бывают до 7 м ширины при 3 м длины.
Кристаллы берилла достигают 5,5 м длины. Такая колонна
толщиной в 1,5 м – внушительное зрелище. Рассказывают, что
один из кристаллов полевого шпата был так велик, что в нем
была заложена целая каменоломня. Кристаллы горного
хрусталя (кварца) – это нередко столбы в полтора-два
человеческих роста, весом в тонну и больше.

9. Образование кристаллов в природе

Кристаллы образуются тремя путями: из расплава, из
раствора и из паров. Примером кристаллизации из расплава
может служить образование льда из воды, так как вода, в
сущности, не что иное, как расплавленный лед. К
кристаллизации
из
расплава
относится
и
процесс
образования вулканических пород.

10. Выращивание кристаллов в домашних условиях

В домашних
выращивания:
условиях
используется
в
основном
2
способа
выпаривание растворителя, в котором находится вещество;
изменение температуры раствора, а именно охлаждение;
При проведении подобных опытов необходимо соблюдать технику
безопасности:
работать в перчатках и защитных очках;
мыть руки после завершения опытов;
соблюдать меры предосторожности при утилизации отходов;
исключить присутствие при проведении опытов детей и домашних
животных;
хранить материалы для опытов в недоступных местах для
посторонних лиц.

11. Применение кристаллов

Применения кристаллов в науке и технике так многочисленны и
разнообразны. Самый твердый и самый редкий из природных
минералов - алмаз. Алмазными пилами распиливают камни. Алмаз
используется при бурении горных пород, в граверных инструментах,
делительных машинах, аппаратах для испытания твердости, сверлах
для камня и металла вставлены алмазные острия.
Пьезоэлектрические кристаллы применяются для воспроизведения,
записи и передачи звука. В технике также нашел своё применение
поликристаллический материал поляроид. Поляроидные пленки
применяются в поляроидных очках. Кристаллы, обладающие
пьезоэлектрическими свойствами, применяются в радиоприемниках и
радиопередатчиках, в головках звукоснимателей и в гидролокаторах.

12. Практическая часть

Тема исследования: Выращивание кристаллов медного
купороса в домашних условиях и изготовление украшений из
них
3.2. Цели и задачи исследования
Цель работы: вырастить монокристаллы медного купороса,
изготовить из них украшение.
Задачи:
1) изучить методику выращивания кристаллов, расширить свой
кругозор;
2) после изучения информации создать и установить
конструкцию, с помощью которой можно вырастить кристаллы
медного купороса;
3) освоить технику работы с хрупким материалом;
4) провести контроль качества работы;
Объект исследования: кристаллы
Предмет исследования: методы выращивания кристаллов из
раствора
Методы исследования: работа с литературой, эксперимент,
наблюдение
3.3. Гипотеза: Я предполагаю, что возможно вырастить
кристаллы в домашних условиях

13. Ход работы

1)Для проведения опыта я взяла стеклянную банку
объемом 0,5 л, налила в неё 100 мл горячей воды. После
чего засыпала в неё 50 г медного купороса и тщательно
размешала. Оставила охлаждаться раствор на 1 сутки.
2)На следующий день на дне банки образовались мелкие
кристаллики медного купороса (см. фото 1).

14.

3)Для получения наибольшего размера кристаллов
оставила их в растворе медного купороса еще на 3-4
дня. В итоге получила 2 средних кристалла и 2
маленьких кристалла (см. фото 2).
4)Чтобы убрать остатки
отфильтровать
раствор,
повязку.
мелких кристалликов и
использовала
марлевую

15.

5)Выбрала из них самые большие и начала
обвязывать ниткой (см. фото 3)

16.

6)После того, как обвязала ниткой 2 кристалла, создала
необходимую конструкцию для подвеса кристаллов в
заранее отфильтрованный раствор (см. фото 4-6).
Подвесила кристаллы таким образом, чтобы они были
погружены в раствор, но не касались дна банки.

17.

7)Готовая конструкция с подвесом (см. фото 7)

18.

8)Оставила подвешенные кристаллы в растворе на
1 день. Из-за недостаточно концентрированного
раствора, кристалл №1(фото 5) растворился на
следующий день. Кристалл №2(фото 6) не
изменился в размерах.
9)Рост кристалла №2 осуществлялся в период с
08.03.22 по 18.03.22. В первые 2-3 дня кристалл
набирал до 3 мм в ширину, на 5-6 день кристалл
стал увеличиваться в объеме, его длина составила
±3,5 см, а ширина 2 см. До 9 дня кристалл
увеличивался в размерах.
На 10 день кристалл практически вернулся к
исходным показателям при подвесе: его длина
стала равна 2 см, а ширина 1,2 см (см. фото 8).
Данное изменение могло являться следствием
недостаточно концентрированного раствора для
уже выросшего кристалла. Больше погружать
кристалл в раствор я не решилась, опасаясь
ситуации, произошедшей с кристаллом №1.

19.

10)Для того, чтобы кристалл не разрушался на
воздухе покрыла его бесцветным лаком для
ногтей (см. фото 9). Кристалл стал выглядеть
более насыщенным, появилось больше блеска.
11)Отсоединила
кристалл
от
подвесной
конструкции. Взяла обычные нитки для
создания «цепочки», соединила нитку и ее
оставшуюся
часть,
вросшую
в
корпус
кристалла.

20.

12)Подвеска
готова!
(см. фото 10-11)

21. Вывод

Во время выполнения практической части моего проекта, я
изучила методику выращивания кристаллов, расширила свой
кругозор. После изучения необходимой мне информации
соорудила и установила специальную конструкцию, с
помощью которой смогла вырастить кристалл медного
купороса. Так же я освоила технику работы с хрупким
материалом и провела контроль качества работы
(наблюдения, фотографии, заметки). Из всего этого я могу
прийти к выводу, что в домашних условиях возможно
вырастить кристалл медного купороса, что является
подтверждением моей гипотезы.

22. Заключение

Кристаллы – это красиво, можно сказать чудо какое-то, они
притягивают к себе; говорят же "кристальной души человек" о том, в
ком чистая душа. Кристальная – значит, сияющая светом, как алмаз …
И если говорить о кристаллах с философским настроем, то можно
сказать, что это материал, который является промежуточным звеном
между живой и неживой материей.
Таким образом, в ходе выполнения работы я сделала следующие
выводы:
Представления о кристаллах, их строении и свойствах развивались
на протяжении нескольких веков
Все физические свойства, благодаря которым кристаллы так
широко применяются, зависят от их строения - их пространственной решетки.
Я выбрала наиболее приемлемый способ для выращивания
кристаллов в домашних условиях и вырастила кристаллы медного
купороса. По мере роста кристаллов проводила наблюдения
Я изучила процесс роста кристаллов в природе и в домашних
условиях; вырастила кристалл медного купороса; исследовала
области применения кристаллов